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生物學科總結(jié)

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生物學科總結(jié)

八年級生物學科總結(jié)

本學期,我適應新時期教學工作的要求,從各方面嚴格要求自己,積極向老教師請教,結(jié)合本校的實際條件和學生的實際情況,勤勤懇懇,兢兢業(yè)業(yè),使教學工作有計劃,有組織,有步驟地開展。立足現(xiàn)在,放眼未來,為使今后的工作取得更大的進步,現(xiàn)對本學期教學工作作出總結(jié),希望能發(fā)揚優(yōu)點,克服不足,總結(jié)檢驗教訓,繼往開來,以促進教訓工作更上一層樓。

一、認真?zhèn)湔n,不但備學生而且備教材備教法,根據(jù)教材

內(nèi)容及學生的實際,設計課的類型,擬定采用的教學方法,并對教學過程的程序及時間安排都作了詳細的記錄,認真寫好教案。每一課都做到“有備而來”,每堂課都在課前做好充分的準備,并制作各種利于吸引學生注意力的有趣教具,課后及時對該課作出總結(jié),寫好教學后記,并認真按搜集每課書的知識要點,歸納成集。

二、增強上課技能,提高教學質(zhì)量,使講解清晰化,條理

化,準確化,條理化,準確化,情感化,生動化,做到線索清晰,層次分明,言簡意賅,深入淺出。在課堂上特別注意調(diào)動學生的積極性,加強師生交流,充分體現(xiàn)學生的主作用,讓學生學得容易,學得輕松,學得愉快;注意精講精練,在課堂上老師講得盡量少,學生動口動手動腦盡量多;同時在每一堂課上都充分考慮每一個層次的學生學習需求和學習能力,讓各個層次的學生都得到提高。現(xiàn)在學生普遍反映喜歡上語文課,就連以前極討厭語文的學生都樂于上課了。

三、虛心請教其他老師。在教學上,有疑必問。在各個章節(jié)

的學習上都積極征求其他老師的意見,學習他們的方法,同時,多聽老師的課,做到邊聽邊講,學習別人的優(yōu)點,克服自己的不足,并常常邀請其他老師來聽課,征求他們的意見,改進工作。

四、真批改作業(yè):布置作業(yè)做到精讀精練。有針對性,有層次性。為了做到這點,我常常到各大書店去搜集資料,對各種輔助資料進行篩選,力求每一次練習都起到最大的效果。同時對學生的作業(yè)批改及時、認真,分析并記錄學生的作業(yè)情況,將他們在作業(yè)過程出現(xiàn)的問題作出分類總結(jié),進行透切的評講,并針對有關情況及時改進教學方法,做到有的放矢。五、做好課后輔導工作,注意分層教學。在課后,為不同層次的學生進行相應的輔導,以滿足不同層次的學生的需求,避免了一刀切的弊端,同時加大了后進生的輔導力度。對后進生的輔導,并不限于學習知識性的輔導,更重要的是學習思想的輔導,要提高后進生的成績,首先要解決他們心結(jié),讓他們意識到學習的重要性和必要性,使之對學習萌發(fā)興趣。要通過各種途徑激發(fā)他們的求知欲和上進心,讓他們意識到學習并不是一項任務,也不是一件痛苦的事情。而是充滿樂趣的。從而自覺的把身心投放到學習中去。這樣,后進生的轉(zhuǎn)化,就由原來的簡單粗暴、強制學習轉(zhuǎn)化到自覺的求知上來。使學習成為他們自我意識力度一部分。在此基礎上,再教給他們學習的方法,提高他們的技能。并認真細致地做好查漏補缺工作。后進生通常存在很多知識斷層,這些都是后進生轉(zhuǎn)化過程中的拌腳石,在做好后進生的轉(zhuǎn)化工作時,要特別注意給他們補課,把他們以前學習的知識斷層補充完整,這樣,他們就會學得輕松,進步也快,興趣和求知欲也會隨之增加。

六、積極推進素質(zhì)教育。目前的考試模式仍然比較傳統(tǒng),這決定了教師的教學模式要停留在應試教育的層次上,為此,我在教學工作中注意了學生能力的培養(yǎng),把傳受知識、技能和發(fā)展智力、能力結(jié)合起來,在知識層面上注入了思想情感教育的因素,發(fā)揮學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。讓學生的各種素質(zhì)都得到有效的發(fā)展和培養(yǎng)。

七、狠抓學風。學生比較重視該科,上課的時候比較認真,大部分學生都能專心聽講,課后也能認真完成作業(yè)。但有為數(shù)不少的學生,因為怕班主任責備,學習上存在的問題不敢問老師,作業(yè)也因為怕分數(shù)低而找別人的來抄,這樣就嚴重影響了成績的提高。對此,我狠抓學風,在班級里提倡一種認真、求實的學風,嚴厲批評抄襲作業(yè)的行為。與此同時,為了提高同學的學習積極性,開展了學習競賽活動,在學生中興起一種你追我趕的學習風氣。

擴展閱讀:生物學科知識總結(jié)

生物知識點歸納囡波灣

生物學科知識點歸納

必修I分子與細胞

元素細胞膜基質(zhì)化學成分結(jié)構(gòu)與功能細胞質(zhì)化合物細胞核細胞器細胞生物膜系統(tǒng)

有絲分裂

無絲分裂細胞分裂細胞分化細胞工程減數(shù)分裂必修I生物內(nèi)容構(gòu)成

細胞的多樣性和統(tǒng)一性層次從生物圈到細胞組成細胞的分子細

胞是最基本的生命系組成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的邊界細胞膜系統(tǒng)的分工合作細胞器系統(tǒng)的控制中心細胞核功能物質(zhì)輸入和輸出能量供應和利用發(fā)展和變化增殖(含生長)、分化衰老、凋亡、癌變第一章走近細胞一、比較原核與真核細胞(多樣性)細胞細胞核細胞質(zhì)細胞壁代表原核細胞較。110um)無成形的細胞核,核物質(zhì)集中在核區(qū)。無核膜,無核仁。DNA不和蛋白質(zhì)結(jié)合除核糖體外,無其他細胞器放線菌、細菌、藍藻、支原體真核細胞較大(10--100um)有成形的真正的細胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體有各種細胞器真菌、植物、動物有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖植物細胞、真菌細胞有,動物細胞無Bobtina.com生物知識點歸納

二、生命系統(tǒng)的層次性

植:營養(yǎng)、保護、機械、輸導植:根、莖、葉細胞組織分泌器官花、果、種子動:上皮、結(jié)締、肌肉、神經(jīng)動:心、肝、皮膚運動、循環(huán)

消化、呼吸病毒

系統(tǒng)(動)個體單細胞種群群落

泌尿、生殖多細胞神經(jīng)、內(nèi)分泌

非生物因素Ⅰ號生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者生物圈生物因素消費者Ⅱ號分解者

三、細胞學說內(nèi)容(統(tǒng)一性)

○從人體的解剖和觀察入手:維薩里、比夏

○顯微鏡下的重要發(fā)現(xiàn):羅伯特虎克、列文虎克○理論思維和科學實驗的結(jié)合:施來登、施旺

1.細胞是一個有機體,一切動植物都由細胞發(fā)育而來,并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。

2.細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。3.新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。○在修正中前進:魏爾肖。細胞通過分裂產(chǎn)生新的細胞。注:現(xiàn)代生物學的三大基石1.18381839年細胞學說2.1859年達爾文進化論3.1866年孟德爾遺傳學

四、結(jié)論除病毒以外,細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,也是地球上最基本的生命系統(tǒng)。

第二章組成細胞的分子

基本:C、H、O、N(90%)大量:C、H、O、N、P、S、(97%)K、Ca、Mg

元素微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等(鐵錳硼鋅鉬銅)(20種)最基本:C,占干重的48.4%,生物大分子以碳鏈為骨架物質(zhì)說明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性。

基礎水:主要組成成分;一切生命活動離不開水無機物無機鹽:對維持生物體的生命活動有重要作用

化合物蛋白質(zhì):生命活動(或性狀)的主要承擔者/體現(xiàn)者核酸:攜帶遺傳信息有機物糖類:主要的能源物質(zhì)脂質(zhì):主要的儲能物質(zhì)

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一、蛋白質(zhì)(占鮮重7-10%,干重50%)C、H、O、N,有的還有P、S,微量元素Fe、Zn、Cu、B、Mn、I元素組成等(銅、鐵、鋅、錳、碘{頭})單體氨基酸(約20種,必需8種{嬰幼兒加組氨酸},非必需12種)由多個氨基酸分子脫水縮合而成,含有多個肽鍵的化合物,叫多肽;瘜W結(jié)構(gòu)多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu),叫肽鏈。一個蛋白質(zhì)分子含有一條或幾條肽鏈。結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu)多肽鏈形成不同的空間結(jié)構(gòu),分二、三、四級。結(jié)構(gòu)特點由于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列次序不同,以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別,因此蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)是極其多樣的!鸬鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定了它的特異性/功能多樣性。{結(jié)構(gòu)物質(zhì),催調(diào)免運}1.構(gòu)成細胞和生物體的重要物質(zhì):如細胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質(zhì);2.有些蛋白質(zhì)有催化作用:如各種酶;功能3.有些蛋白質(zhì)有運輸作用:如血紅蛋白、載體蛋白;4.有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用:如胰島素、生長激素等;5.有些蛋白質(zhì)有免疫作用:如抗體!疬B接兩個氨基酸分子的鍵(NHCO)叫肽鍵!鸶鞣N蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上所具有的共同特點(通式):備注1.每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基連同一碳原子上;2.各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同!鹱冃裕ㄊ祀u蛋)&鹽析&凝固(豆腐)○由N個Aa形成的一條肽鏈圍成環(huán)狀蛋白質(zhì)時,產(chǎn)生水/肽鍵N個;○N個Aa形成一條肽鏈時,產(chǎn)生水/肽鍵N-1個;計算○N個Aa形成M條肽鏈時,產(chǎn)生水/肽鍵N-M個;○N個Aa形成M條肽鏈時,每個Aa的平均分子量為α,那么由此形成的蛋白質(zhì)的分子量為N×α-(N-M)×18;二、核酸一切生物的遺傳物質(zhì),是遺傳信息的載體,是生命活動的控制者,在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。元素組成分類C、H、O、N、P等脫氧核糖核酸(DNA雙鏈)核糖核酸(RNA單鏈)單體Bobtina.com生物知識點歸納磷酸成五碳糖分含氮堿基功能存在脫氧核糖H3PO4核糖A、G、C、TA、G、C、U主要的遺傳物質(zhì),編碼、復制遺將遺傳信息從DNA傳遞給傳信息,并決定蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)。主要存在于細胞核,少量在線粒主要存在于細胞質(zhì)中。吡羅紅體和葉綠體中。甲基綠△每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。三、糖類和脂質(zhì)元素類別存在生理功能主細胞質(zhì)核糖核酸的組成成分;核糖C5H10O5脫氧核糖C4H10O5主細胞核脫氧核糖核酸的組成成分;六碳糖:葡萄糖單糖糖C、H、類OC6H12O6、果糖等二糖C12H22O11多糖麥芽糖、蔗糖乳糖淀粉、纖維素糖原(肝、肌)主細胞質(zhì)植物動物植物動物腦、豆動物是生物體進行生命活動的重要能源物質(zhì)(70%以上);(細胞壁的組成成分),重要的儲存能量的物質(zhì);構(gòu)成生物膜的重要成分;動物的重要成分;促性器官發(fā)育和第二性征;促進鈣、磷的吸收和利用;脂肪C、H、類脂/磷脂O脂有的膽固醇質(zhì)還有固醇性激素N、P維生素D動、植物儲存能量、維持體溫恒定;△組成生物體的任何一種化合物都不能夠單獨地完成某一種生命活動,而只有按照一定的方式有機地組織起來,才能表現(xiàn)出細胞和生物體的生命現(xiàn)象。細胞就是這些物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)形式。四、鑒別實驗試劑雙縮脲濃硝酸脂肪還原糖淀粉蘇丹Ⅲ蘇丹Ⅳ斐林碘液成分A:0.1g/mLNaOHB:0.01g/mLCuSO4實驗現(xiàn)象紫色黃色沉淀橘黃色紅色常用材料大豆雞蛋花生備注先A后B不加熱先混合后加熱蛋白質(zhì)HNO30.1g/mLNaOH0.05g/mLCuSO4I2淺藍色→棕色蘋果、梨、→磚紅色沉淀白蘿卜藍色馬鈴薯○具有還原性的糖:葡萄糖、麥芽糖、果糖

-4-bobtina.com生物知識點歸納囡波灣

五、無機物存在方式結(jié)合水4.5%自由水95%部分水和細胞中其他物質(zhì)結(jié)合。絕大部分的水以游離形式存在,可以自由流動。生理作用細胞結(jié)構(gòu)的組成成分。1.細胞內(nèi)的良好溶劑;2.參與細胞內(nèi)許多生物化學反應;3.水是細胞生活的液態(tài)環(huán)境;4.水的流動,把營養(yǎng)物質(zhì)運送到細胞,并把廢物運送到排泄器官或直接排出;1.細胞內(nèi)某些復雜化合物的重要組成部分,如Fe2+是血紅蛋白的主要成分;2.持生物體的生命活動,細胞的形態(tài)和功能;3.維持細胞的滲透壓和酸堿平衡;水無機鹽多數(shù)以離子狀態(tài)存,如K+、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等六、小結(jié)化合有機組合分化化學元素化合物原生質(zhì)細胞

○原生質(zhì)1.泛指細胞內(nèi)的全部生命物質(zhì),但并不包括細胞內(nèi)的所有物質(zhì),如細胞壁;

2.包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核三部分;其主要成分為核酸、蛋白質(zhì)(和脂類);3.動物細胞可以看作一團原生質(zhì)!鸺毎|(zhì):指細胞中細胞膜以內(nèi)、細胞核以外的全部原生質(zhì)。

○原生質(zhì)層:成熟的植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì),為一層半透膜。

第三章胞的基本結(jié)構(gòu)細胞壁(植物特有):纖維素+果膠,支持和保護作用成分:脂質(zhì)(主磷脂)50%、蛋白質(zhì)約40%、糖類2%-10%

細胞膜作用:隔開細胞和環(huán)境;控制物質(zhì)進出;細胞間信息交流;

真核基質(zhì):有水、無機鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等細胞細胞質(zhì)是活細胞進行新陳代謝的主要場所。分工:線、內(nèi)、高、核、溶、中、葉、液、

細胞器協(xié)調(diào)配合:分泌蛋白的合成與分泌;生物膜系統(tǒng)

核膜:雙層膜,分開核內(nèi)物質(zhì)和細胞質(zhì)核孔:實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交流和信息交流細胞核核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關

染色質(zhì):由DNA和蛋白質(zhì)組成,DNA是遺傳信息的載體

一、細胞器差速離心:美國克勞德線粒體葉綠體高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡核糖體中心體Bobtina.com生物知識點歸納分布形態(tài)動植物橢球形、棒形、啞鈴形植物扁平的球形或橢球形動植物大小囊泡、扁平囊動植物植物和某些原生動物泡狀動植物橢球形粒狀小體動物低等植物網(wǎng)狀雙層膜,有少量DNA結(jié)構(gòu)單層膜,形成囊泡狀和管狀,內(nèi)有腔外連細胞膜,內(nèi)連核膜液泡膜、細胞液沒有膜結(jié)構(gòu)兩個互相垂直的中心粒嵴、基質(zhì)扁平囊、基粒、基質(zhì)、高爾基體酶小泡進行光合作用的場所含有色素細胞分泌物,形成細胞壁大、小兩個亞基功能備注有氧呼吸的主要場所提供合貯存物質(zhì),蛋白質(zhì)合與有絲分成、運調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境成的場所裂有關輸條件含有色素在核仁形成△細胞器是指在細胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能的結(jié)構(gòu)單位,三、協(xié)調(diào)配合分泌蛋白放射性同位素示蹤法:羅馬尼亞帕拉德有機物、O2葉綠體線粒體能量、CO2

基因調(diào)控初步合成加工修飾細胞核核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜胞外氨基酸肽鏈一定空間結(jié)構(gòu)○生物膜系統(tǒng):細胞器膜+細胞膜+核膜等形成的結(jié)構(gòu)體系四、細胞核=核膜(雙層)+核仁+染色質(zhì)+核液美西螈實驗、蠑螈橫縊實驗、變形蟲實驗、傘藻嫁接與移植實驗細胞核是遺傳信息儲存和復制的場所,是代謝活動和遺傳特性的控制中心!鹑旧|(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細胞周期不同階段相互轉(zhuǎn)變的形態(tài)結(jié)構(gòu)。DNA螺旋○+=核小體(串珠結(jié)構(gòu))染色質(zhì)30nm纖維組蛋白非組蛋白螺旋化

0.4um超螺旋管(圓筒形)2-10um染色單體(圓柱狀、桿狀)

五、樹立觀點(基本思想)

1.有一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對應功能的存在○結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一2.任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成

1.各種細胞器既有形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上的差異,又相互聯(lián)系,相互依存;

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○分工合作

2.細胞的生物膜系統(tǒng)體現(xiàn)細胞各結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。

○生物的整體性:整體大于各部分之和;只有在各部分組成一個整體的時才能體現(xiàn)出生命現(xiàn)象。1.結(jié)構(gòu):細胞的各個部分是相互聯(lián)系的。如分布在細胞質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)連核膜,外接細胞膜。2.功能:細胞的不同結(jié)構(gòu)有不同的生理功能,但卻是協(xié)調(diào)配合的。如分泌蛋白的合成與分泌。3.調(diào)控:細胞核是代謝的調(diào)控中心。其DNA通過控制蛋白質(zhì)類物質(zhì)的合成調(diào)控生命活動。

4.與外界的關系上:每個細胞都要與相鄰細胞、而與外界環(huán)境直接接觸的細胞都要和外界環(huán)境進行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換。

六、總結(jié)

細胞既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位,也是生物體代謝和遺傳的基本單位。

第四章細胞物質(zhì)的運輸

○科學家研究細胞膜結(jié)構(gòu)的歷程是從物質(zhì)跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象開始的,分析成分是了解結(jié)構(gòu)的基礎,現(xiàn)象和功能又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們在實驗觀察的基礎上提出假說,又通過進一步的實驗來修正假說,其中方法與技術(shù)的進步起到關鍵的作用成分:磷脂和蛋白質(zhì)和糖類結(jié)構(gòu):單位膜(三明治)→流動鑲嵌模型細胞膜特性結(jié)構(gòu)特點:具有一定的流動性生理特性:選擇透過性(對離子和小分子物質(zhì)具選擇性)

保護作用功能控制細胞內(nèi)外物質(zhì)交換細胞識別、分泌、排泄、免疫等

一、物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?.水分條件濃度現(xiàn)象原理結(jié)論動物植物外因內(nèi)因外液>細胞質(zhì)/液失水皺縮質(zhì)壁分離外液<細胞質(zhì)/液吸水膨脹甚至漲破質(zhì)壁分離復原水分的滲透作用原生質(zhì)層與細胞壁的伸縮性不同造成收縮幅度不同細胞的吸水和失水是水分順相對含量梯度跨膜運輸?shù)倪^程○滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件:半透膜、細胞內(nèi)外濃度差○滲透作用:水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。

○半透膜:指一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱!鹳|(zhì)壁分離與復原實驗可拓展應用于:(指的是原生質(zhì)層與細胞壁)

①證明成熟植物細胞發(fā)生滲透作用;②證明細胞是否是活的;

③作為光學顯微鏡下觀察細胞膜的方法;④初步測定細胞液濃度的大。

2.無機鹽等其他物質(zhì)

①不同生物吸收無機鹽的種類和數(shù)量不同。

②物質(zhì)跨膜運輸既有順濃度梯度的,也有逆濃度梯度的。

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3.選擇透過性膜

可以讓水分子自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他離子、小分子和大分子則不能通過的膜。

□生物膜是一種選擇透過性膜,是嚴格的半透膜。

二、流動鑲嵌模型1.要點

①磷脂雙分子層構(gòu)成生物膜的基本支架,但這個支架不是靜止的,它具有流動性。②蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿、覆蓋在磷脂雙分子層上,大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以流動的。

③天然糖蛋白蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合成天然糖蛋白,形成糖被具有保護、潤滑和細胞識別等2.與單位膜的異同相同點:組成細胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)不同點:①流:蛋白質(zhì)的分布有不均勻和不對稱性;強調(diào)組成膜的分子是運動的。②單:蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè);認為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)。三、跨膜運輸?shù)姆绞嚼铀、甘油、氣體、乙醇、苯葡萄糖進入紅細胞進入紅細胞的鉀離子方式自由擴散濃度梯度順載體×能量×作用協(xié)助擴散順√×被選擇吸收的物質(zhì)從高濃度的一側(cè)通過細胞膜向濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運能保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要的物質(zhì),排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對細胞要害的物質(zhì)。主動運輸逆√√○大分子或顆粒:胞吞、胞吐四、小結(jié)組成決定磷脂分子+蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)功能(物質(zhì)交換)具有導致保證體現(xiàn)運動性流動性物質(zhì)交換正常選擇透過性□成分組成結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)決定功能。構(gòu)成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動的,因此決定了由它們構(gòu)成的細胞膜的結(jié)構(gòu)具有一定的流動性。結(jié)構(gòu)的流動性保證了載體蛋白能把相應的物質(zhì)從細胞膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運到到另一側(cè)。由于細胞膜上不同載體的數(shù)量不同,所以,當物質(zhì)進出細胞時能體現(xiàn)出不同的物質(zhì)進出細胞膜的數(shù)量、速度及難易程度的不同,即反映出物質(zhì)交換過程中的選擇透過性?梢,流動性是細胞膜結(jié)構(gòu)的固有屬性,無論細胞是否與外界發(fā)生物質(zhì)交換關系,流動性總是存在的,而選擇透過性是細胞膜生理特性的描述,這一特性,只有在流動性基礎上,完成物質(zhì)交換功能方能體現(xiàn)出來。

第五章細胞的能量供應和利用

H2O外界水-8-bobtina.com生物知識點歸納囡波灣

H2OO2礦質(zhì)元素[H]

光ATP原生質(zhì)ADP+PI熱能ATPADP+PICO2+H2OC3H6O3C2H5OH+CO2

一、降低反應活化能的酶

◎新陳/細胞代謝:活細胞內(nèi)全部有序化學反應的總稱。

◎活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易發(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。1.發(fā)現(xiàn)

①巴斯德之前:發(fā)酵是純化學反應,與生命活動無關。②巴斯德(法、微生物學家):發(fā)酵與活細胞有關;發(fā)酵是整個細胞。③利比希(德、化學家):引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì),但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。

④比希納(德、化學家):酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活

酵母細胞中一樣。

⑤薩姆納(美、科學家):從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質(zhì)。⑥許多酶是蛋白質(zhì)。

⑦切赫與奧特曼(美、科學家):少數(shù)RNA具有生物催化功能。2.定義

酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。..........注:

①來源:由活細胞產(chǎn)生(與核糖體有關)

②催化性質(zhì):A.比無機催化劑更能減低化學反應的活化能,提高化學反應速度。

B.反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒有變化。

③化學本質(zhì):絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。3.特性

713

①高效性:催化效率很高,使反應速度很快,是一般無機催化集的1010倍。②專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學反應!鄻有浴"坌枰线m的條件(溫度和pH值)→溫和性→易變性。

酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等,過酸、過堿、高溫都會破壞酶分子結(jié)構(gòu)。低溫也會影響酶的活性,但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。

圖例Bobtina.com生物知識點歸納在底物足夠,其他因解素固定的條件下,酶析促反應的速度與酶濃度成正比。1.在一定T內(nèi)V隨T的1.在S較低時,V隨S增加而加快,升高而加快;近乎成正比;2.在一定條件下,每一種2.在S較低時,V隨S增加而加快,酶在某一T時活力最但不顯著;大,稱最適溫度;3.當S很大且達到一定限度時,V3.當T升高到一定限度也達到一個最大值,此時即使再時,V反而隨溫度的升增加S,反應也幾乎不再改變。高而降低!騽游颰:3540℃PH:6.58.0◎酶工程生產(chǎn)提取制成酶制劑應用治療疾。患庸ず蜕a(chǎn)一些產(chǎn)品;和分離純化固定化酶化驗診斷和水質(zhì)檢測;其他分支。二、細胞的能量“通貨”ATP◎ATP是生物體細胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物,是生物體進行各項生命活動的直接能源,它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。1.結(jié)構(gòu)簡式AP~P~P腺苷普通化學鍵13.8KJ/mol高能磷酸鍵30.54KJ/mol磷酸基團

2.ATP與ADP的轉(zhuǎn)化ATP呼吸作用動(線粒體)吸Pi合水態(tài)(細胞質(zhì)基質(zhì))能成解吸收分泌(滲透能)

酶酶平(葉綠體)放肌肉收縮(機械能)

衡光合作用Pi能神經(jīng)傳導、生物電(電能)ADP(每個活細胞)合成代謝(化學能)體溫(熱能)螢火蟲(光能)◎糖類主要能源物質(zhì)熱能散失

太陽光能脂肪主要儲能物質(zhì)氧化(直接能源)蛋白質(zhì)能源物質(zhì)之一分解化學能ATP

水解酶、放◎ATPADP+Pi+能量合成酶、吸3.能產(chǎn)生ATP:線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)能產(chǎn)生水:線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核

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能堿基互補配對:線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核

三、ATP的主要來源細胞呼吸

◎呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣,排出二氧化碳的過程。

◎細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。分為:概念過程反應式不同點相同點有氧呼吸指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。無氧呼吸指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。①C6H12O6→2丙酮酸+[H]+2ATP①C6H12O6→2丙酮酸+[H]+2ATP②2丙酮酸+6H2O→6CO2+[H]+2ATP→2C3H6O3③[H]+6O2→12H2O+34ATP②2丙酮酸→2C2H5OH+2CO2C6H12O6→2C3H6O3+2ATPC6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+38ATP→2C2H5OH+2CO2+2ATP場所:①②線粒體基質(zhì)③內(nèi)膜條件:除①外,需分子氧、酶產(chǎn)物:CO2、H2O始終在細胞質(zhì)基質(zhì)不需分子氧、需酶酒精和CO2或乳酸能量:大量、合成38ATP(1161KJ)少量、合成2ATP(61.08KJ)聯(lián)系:從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同,以后階段不同實質(zhì):分解有機物,釋放能量,合成ATP意義:為生物體的各項生命活動提供能量;為體內(nèi)其他化合物合成提供原料◎比較反應場所反應條件光合作用綠色植物(在葉綠體中進行)光、色素、酶呼吸作用所有生物(主要在線粒體中進行)酶(時刻進行)物質(zhì)轉(zhuǎn)變把無機物CO2和H2O合成有機物(CH2O)分解有機物產(chǎn)生CO2和H2O能量轉(zhuǎn)變把光能轉(zhuǎn)變成化學能儲存在有機物中釋放有機物的能量,部分轉(zhuǎn)移ATP實質(zhì)聯(lián)系合成有機物、儲存能量分解有機物、釋放能量、產(chǎn)生ATP有機物、氧氣光合作用呼吸作用能量、二氧化碳◎光合作用的實質(zhì)通過光反應把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學能,通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物,同時把活躍的化學能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學能貯存在有機物中。

四、光和光合作用

◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并釋放出氧氣的過程。影響因素有:光、溫度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素等。1.發(fā)現(xiàn)

內(nèi)容時間過程結(jié)論Bobtina.com生物知識點歸納2.場普里斯特1771年蠟燭、小鼠、綠色植物實驗植物可以更新空氣所薩克斯1864年葉片遮光實驗綠色植物在光合作用中產(chǎn)生淀粉恩格爾曼1880年水綿光合作用實驗葉綠體是光合作用的場所釋放出氧。雙層魯賓與卡門1939年同位素標記法光合作用釋放的氧全來自水膜葉綠體基質(zhì)基粒多個類囊體(片層)堆疊而成胡蘿卜素(橙黃色)1/3類胡蘿卜素葉黃素(黃色)2/3吸藍紫光色素(1/4)葉綠素A(藍綠色)3/4葉綠素(3/4)葉綠素B(黃綠色)1/4吸紅橙和藍紫光3.過程條件時間場所光反應光、色素、酶短促內(nèi)囊體的薄膜①水的光解過程暗反應CO2、[H]、ATP、酶較緩慢葉綠體的基質(zhì)①CO2的固定CO2+C5→2C3②C3/CO2的還原2H2O→4[H]+O2②ATP的合成/光合磷酸化實質(zhì)總式物變能變◎同位素示蹤

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ADP+Pi+光能→ATP2C3+[H]→(CH2O)光能→化學能,釋放O2同化CO2,形成(CH2O)CO2+H2O→(CH2O)+O2或CO2+12H2O→(CH2O)6+6O2+6H2O無機物CO2、H2O→有機物(CH2O)光能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能C光反應2C3暗反應(14CH2O)

H2O固定[3H]還原(C3H2O)

△暗反應中碳同化的途徑有C3途徑、C4途徑等。根據(jù)其最初光合產(chǎn)物的不同,把高等植植物兩類。C4植物維管束3植物和4-12-物分為CCbobtina.com鞘細胞外面有“花環(huán)狀”的葉肉細胞。H218O光18O生物知識點歸納囡波灣

◎人為創(chuàng)設條件,看物質(zhì)變化:

1.光照→[H]和ATP→暗反應→(CH2O)

↓↓↓↓切斷→不能生成→不能進行→不能生成

2.CO2→C5→C3→(CH2O)

↓↓↓↓

切斷→增多→減少→不能生成4.意義

(1)制造有機物,實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變“綠色工廠”;

(2)調(diào)節(jié)大氣中O2和CO2的含量“自動的空氣凈化劑”;(3)生物生命活動所需能量的最終來源“巨大的能量轉(zhuǎn)換器”;(4)對生物的進化具有重要的作用。

光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。6.比較同化作用的類型

第六章細胞的生自養(yǎng)型光能自養(yǎng)不同點能量來源光能能用無機物制造有體外環(huán)境的物出的能量機物物質(zhì)來源舉例綠色植物光合細菌硫細菌鐵細菌硝化細菌相同點化能質(zhì)氧化時所放自養(yǎng)所攝取的有機不能利用無機物制造有機物,只能攝取現(xiàn)成的有機物人類、動物和營腐生、寄生的菌類都從外界攝取物質(zhì),經(jīng)過極其復雜的變化,轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且貯存能量異養(yǎng)型物中儲存的能量命歷程癌變增殖分化衰老與凋亡一、細胞的增殖表面積/體積→物質(zhì)運輸效率體積增大→細胞生長細胞核/細胞質(zhì)→控制與必需◎生長減數(shù)分裂數(shù)目增加→細胞分裂有絲分裂核延長縊裂為二,整個細胞縊裂成兩個無絲分裂特點:分裂中無紡錘絲和染色體的變化例子:蛙的紅細胞1.細胞周期

連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時結(jié)束?煞譃

分裂間期:DNA復制與蛋白質(zhì)的合成。分G1、S、G2期。

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前期:核膜核仁消失,紡錘絲出現(xiàn)形成紡錘體,出現(xiàn)染色體;

分裂期M中期:紡錘絲牽引著染色體運動,使染色體的著絲點排列在中央赤道板;后期:著絲點分裂,染色單體分開,分別移向兩極;

末期:紡錘絲消失,染色體變成染色質(zhì),核膜核仁出現(xiàn)。

2.區(qū)別

復制著絲點分裂△有絲分裂的重要意義,是將親代細胞的染色體經(jīng)過復制以后,精確地DNA數(shù):122平均分配到兩個子細胞中去,而在生染色體:112物的親代和子代間保持了遺傳性狀染色單體:020的穩(wěn)定性。

3.假設正常體細胞的核中DNA含量為2a,染色體數(shù)為2N,則

復制

間期前期中期后期末期DNA含量2a→4a4a4a4a4a→2a染色體數(shù)2N2N2N4N4N→2N染色單體0→4N4N4N00

二、細胞的分化

1.分化

在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在結(jié)構(gòu)、形態(tài)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。注:

①持久性:在生物體的整個生命過程都有,只是在胚胎發(fā)育時達到最大值;②相對穩(wěn)定性:一般來說,分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡;③意義:使多細胞生物體中的細胞趨向?qū)iT化,有利于提高各種生理功能的效率。2.全能性←1958年美國斯圖爾德

指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。如

植物:胡蘿卜的組織培養(yǎng)快繁花卉與蔬菜;拯救物種;培育新作物;

動物:克隆羊多莉;干細胞替換病變部位,治療某些癌癥和遺傳病帶來希望。

一般而言,受精卵的全能性大于生殖細胞,生殖細胞的全能性大于體細胞,

植物細胞全能性大于動物細胞。

三、細胞的衰老與凋亡

◎生命歷程:發(fā)生→分化→衰老→死亡

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水分減少,體積變小,代謝減慢→皺紋

酶活性降低→白發(fā)

細胞衰老個體衰老色素積累→老年斑

(形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能)呼吸減慢,核體積增大,染色質(zhì)固縮,染色加深細胞膜通透性改變,使物質(zhì)運輸功能降低

細胞凋亡:由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。如尾的消失,手指的形成。VS(基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果)細胞壞死

四、細胞的癌變

物理:主指各種輻射,如紫外線、X射線等;致癌因子化學:如石棉、砷、亞硝胺、黃曲霉素等;病毒:如Rous肉瘤病毒等。

原癌、抑癌基因突變無限增殖;

正常細胞癌細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;(不受機體控制的惡性增殖)表面發(fā)生變化,易分散和轉(zhuǎn)移;

實驗專題一、檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)隔水加熱

◎可溶性還原糖(葡萄糖、果糖、麥芽糖)+藍色的斐林試劑(甲+乙液)磚紅色沉淀①3min②吸水紙吸去染液2min◎脂肪+蘇丹Ⅲ橘黃色

③50%酒精洗去浮色④吸去酒精,滴蒸餾水先A液:制造堿性環(huán)境;再B液◎蛋白質(zhì)+雙縮脲紫色二、植物細胞的吸、失水原理:原生質(zhì)層相當于一層選擇透過性膜。步驟:有一個紫色的中央液泡

制作洋蔥外表皮臨時裝片觀察正常細胞形態(tài)質(zhì)壁緊貼在一起中央液泡逐漸縮小

換0.3g/L的蔗糖溶液觀察質(zhì)壁分離質(zhì)、壁逐漸分離中央液泡逐漸擴大

換清水觀察質(zhì)壁分離復原質(zhì)壁逐漸緊貼在一起

結(jié)論:①成熟的植物細胞能與外溶液發(fā)生滲透作用;

②當外界溶液大于細胞液濃度時,細胞失水;③當外界溶液小于細胞液濃度時,細胞吸水。

三、影響酶活性的條件

Bobtina.com生物知識點歸納①②T160℃23%可溶性淀粉2mL100℃3冰塊pH蒸餾水1mol/L鹽酸1mol/LNaOH2%淀粉酶溶液1mL5min1滴碘液變藍不變藍③④結(jié)果四、綠葉中色素的提取與分離1.過程步驟提取原理色素能溶于有機溶劑試劑無水乙醇、丙酮備注5g綠葉+丙酮+二氧化硅+碳酸鈣細線不觸及層析液制備濾紙條畫濾液細線(細、直)分離2.結(jié)果溶解度有異,且在濾紙上擴散速度不同顏色黃色層析液(石油醚、丙酮和苯)種類葉黃素含量溶解度擴散速度最高較高較低最低最快較快較慢最慢較少橙黃色胡蘿卜素最少藍綠色葉綠素a最多黃綠色葉綠素b較多3.注意事項①研磨不充分,色素未能充分提取出來;◎淡綠色②丙酮加入量太多,稀釋了色素提取液;③未加入碳酸鈣粉末,葉綠素分子已破壞!驘晒猬F(xiàn)象:提取液在透射光下是翠綠色的,而在反射光下是棕紅色。五、觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂步驟培養(yǎng)制作裝片觀察材料洋蔥時間34天作用(取材:根尖23cm,10am14pm分裂最活躍)解離解離液(15%鹽酸+95%酒精)35min溶解細胞間質(zhì),使細胞分離漂洗制片清水滴清水,碎根尖,壓片約10min洗去藥液,防止解離過度使染色體著色染色0.01g/mL龍膽紫(醋酸洋紅)35min使細胞分散開呈薄云霧狀低倍鏡找到分生區(qū):細胞呈正方形,排列緊密;轉(zhuǎn)高倍鏡尋找分裂期注意事項:

◎爛根:進行無氧呼吸而酒精中毒,以及微生物繁殖使水質(zhì)污染導致。

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必修三穩(wěn)態(tài)與環(huán)境

第一章人體的內(nèi)環(huán)境及穩(wěn)態(tài)第1節(jié)細胞生活的環(huán)境

一、內(nèi)環(huán)境

(1)血液的組成:血漿+血細胞①血漿:血清+纖維蛋白原②血細胞:紅細胞、白細胞、血小板(2)組織液:細胞間隙液(分布于組織細胞之間)(3)淋巴:淋巴液(分布于淋巴管中,里面有淋巴細胞)(4)人體內(nèi)的血漿、組織液和淋巴三者間的物質(zhì)聯(lián)系圖:

2、各種細胞的內(nèi)環(huán)境

①血細胞直接生活的環(huán)境:血漿

②毛細血管壁細胞直接生活的環(huán)境:血漿和組織液③毛細淋巴壁細胞直接生活的環(huán)境:淋巴和組織液④體內(nèi)絕大多數(shù)組織細胞直接生活的環(huán)境:組織液3、內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境(1)對于細胞來說①內(nèi)環(huán)境:細胞外液

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②外環(huán)境:呼吸道、消化道、肺泡腔、輸卵管、子宮等(2)對于人體來說

①內(nèi)環(huán)境:人體內(nèi)部的環(huán)境②外環(huán)境:人們生活的外界環(huán)境二、人體內(nèi)有關的液體

1、體液:包括細胞內(nèi)液和細胞外液。細胞外液主要包括組織液、血漿、淋巴,也叫人體的內(nèi)環(huán)境。此外,腦脊液也屬于細胞外液。

(1)細胞內(nèi)液:細胞內(nèi)的液體,占體液的大部分。

(2)細胞外液:細胞外的液體,是細胞生活的液體環(huán)境,也稱內(nèi)環(huán)境。

①血漿:血細胞生活的外界環(huán)境。主要包括90%的水分、無機鹽、糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、激素、抗體、維生素及代謝產(chǎn)物。

②組織液:組織間隙的液體,是人體組織細胞生活的液體環(huán)境。主要包括水分、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、氨基酸及代謝產(chǎn)物。

③淋巴:淋巴管內(nèi)的液體,是淋巴細胞生活的液體環(huán)境,與組織液的成分相似。④腦脊液:無色透明,相當于淋巴,充滿蛛網(wǎng)膜下隙,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)起緩沖、保護、營養(yǎng)、運輸代謝產(chǎn)物及維持顱內(nèi)壓的作用。

2、外分泌液:主要指外分泌腺(如唾液腺、胃腺、腸腺、胰腺、淚腺、汗腺、皮脂腺等)分泌的,運輸?shù)襟w外和消化腔的液體。包括各種消化液、淚液、汗液等。

(1)消化液:由各種消化腺分泌,在消化腔中發(fā)揮作用,含有各種消化酶。(2)淚液:由淚腺分泌,主要包括水分、無機鹽、溶菌酶。

(3)汗液:由汗腺分泌,主要包括水分、無機鹽、尿素等各種代謝廢物。

3、原尿:血漿通過腎小球時經(jīng)濾過作用形成,與血漿成分相比主要是不含大分子蛋白質(zhì)。4、尿液:原尿再經(jīng)腎小管和集合管的重吸收后形成,主要包括水分、無機鹽及代謝廢物,是人體的重要排泄物。尿液是一種排泄物,既不是體液,也不是外分泌液。

三、細胞外液的成分

1、血漿成分:水、無機鹽、糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸、激素、維生素、抗體、各種細胞代謝產(chǎn)物等。

2、組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近,但又不完全相同,“最主要”的差別是血漿中含有較多的蛋白質(zhì),而組織液和淋巴中的蛋白質(zhì)含量很少。

四、細胞外液的理化特性

1、溶液的滲透壓:是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。

溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)的微粒的數(shù)目,溶質(zhì)微粒越多,溶液濃度越高,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高。由于血漿中含有無機鹽和蛋白質(zhì),故血漿滲透壓與其有關。

(1)水在細胞內(nèi)外的轉(zhuǎn)移取決于細胞內(nèi)外滲透壓的大小

(2)內(nèi)鉀外鈉:決定細胞內(nèi)液滲透壓的主要是鉀鹽(因為鉀鹽主要存在于細胞內(nèi)液);決定細胞外液滲透壓的主要是鈉鹽(因為鈉鹽主要存在于細胞外液)。(3)細胞外液滲透壓>細胞內(nèi)液滲透壓→水外流→細胞皺縮細胞外液滲透壓<細胞內(nèi)液滲透壓→水內(nèi)流→細胞腫脹

2、正常人的血液pH范圍是7.35~7.45,緩沖物質(zhì)是H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO43、溫度:37℃左右

五、內(nèi)環(huán)境的功能:內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。高等的多細胞動物,它們的體細胞只有通過內(nèi)環(huán)境,才能與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換。

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第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性

一、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)

內(nèi)環(huán)境的化學成分(水分、無機鹽、有機物)和理化特性(滲透壓、pH、溫度)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

穩(wěn)態(tài)是指正常機體在神經(jīng)系統(tǒng)、體液和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下,通過各個器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動,共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

二、參與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的系統(tǒng)

直接參與物質(zhì)交換的系統(tǒng):呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng):神經(jīng)系統(tǒng)(神經(jīng)調(diào)節(jié))、內(nèi)分泌系統(tǒng)(體液調(diào)節(jié))、免疫系統(tǒng)(免疫調(diào)節(jié))三、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的認識1、法國生理學家“貝爾納”:神經(jīng)調(diào)節(jié)2、美國生理學家“坎農(nóng)”:神經(jīng)體液調(diào)節(jié)

3、現(xiàn)代觀點:神經(jīng)體液免疫調(diào)節(jié)(作為內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制)四、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)原理1、滲透壓調(diào)節(jié)

2、血漿pH穩(wěn)態(tài)

人體在新陳代謝過程中,會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì),如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些堿性物質(zhì)(如碳酸鈉)。這些酸性和堿性的物質(zhì)進入血液,就會使血液的pH發(fā)生變化。

血液中含有許多對酸堿度起緩沖作用的物質(zhì)緩沖物質(zhì),每一對緩沖物質(zhì)都是由一種弱酸和相應的一種強堿鹽組成的,如H2CO3/NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等,當機體劇烈運動時,肌肉中產(chǎn)生大量的乳酸,碳酸等物質(zhì),并且進入血液。乳酸進入血液后,就與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用,生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸,而且又可以分解成二氧化碳和水,所以對血液的pH影響不大。血液中增多的二氧化碳會刺激控制呼吸活動的神經(jīng)中樞,促使呼吸運動增強,增加通氣量,從而將二氧化碳排出體外。當碳酸鈉進入血液后,就與血液中的碳酸發(fā)生作用,形成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣,由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,可以使血液的酸堿度不會發(fā)生很大的變化,從而維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

原理:當酸性物質(zhì)進入血液時,H++HCO3-====H2CO3

H2CO3====H2O+CO2↑(從肺部排出)

例如:乳酸進入血液后,就與血液中的NaHCO3發(fā)生作用,生成乳酸鈉和H2CO3。當堿性物質(zhì)進入血液時OH-+H2CO3====HCO3-+H2O

例如:當Na2CO3進入血液后。就與血液中的H2CO3發(fā)生作用,生成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。

3、體溫恒定

人和高等動物具有一定的體溫,且相對恒定是進行新陳代謝(生化反應)和正常生命活動的重

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要條件。人體產(chǎn)熱是能量代謝的結(jié)果,安靜時人體產(chǎn)熱主要來自內(nèi)臟(肝臟、腎等),運動時主要來自骨骼肌,可比安靜時高出10余倍。人在寒冷的環(huán)境中,常打“寒戰(zhàn)”,產(chǎn)熱量明顯增加。人體的散熱主要通過皮膚。當氣溫達到35℃以上時,人體散熱主要通過汗液蒸發(fā)這一條途徑。人體體溫的相對恒定是因為產(chǎn)熱過程和散熱過程能夠維持動態(tài)平衡,主要調(diào)節(jié)中樞在下丘腦。

4、水平衡、鹽平衡、血糖平衡、體溫平衡5、反饋調(diào)節(jié):正反饋和負反饋

反饋是一個過程的結(jié)果返回影響過程的現(xiàn)象。

正反饋:正反饋是結(jié)果對過程產(chǎn)生促進作用,即反應的產(chǎn)物反過來促進反應的進行。反饋信息不是制約控制部分的活動,而是促進與加強控制部分的活動。類似于血糖濃度升高,胰島素濃度也升高的關系。正反饋的意義在于使生理過程不斷加強,直至最終完成生理功能,在正反饋情況時,反饋控制系統(tǒng)處于再生狀態(tài)。生命活動中常見的正反饋有:排便、排尿、射精、分娩、血液凝固等。

負反饋:負反饋是結(jié)果對過程起抑制作用,即反應的產(chǎn)物反過來抑制反應的進行。反饋信息與控制信息的作用方向相反,因而可以糾正控制信息的效應。類似于血糖濃度升高,胰高血糖素濃度反而降低的關系。負反饋調(diào)節(jié)的主要意義在于維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),在負反饋情況時,反饋控制系統(tǒng)平時處于穩(wěn)定狀態(tài)。水平衡、鹽平衡、血糖平衡、體溫平衡等的調(diào)節(jié)就屬于負反饋調(diào)節(jié)。

五、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義

穩(wěn)態(tài)是內(nèi)環(huán)境處于相對穩(wěn)定(動態(tài)平衡)的一種狀態(tài),是指各種物質(zhì)濃度、內(nèi)環(huán)境理化因素的相對恒定,這種恒定是在神經(jīng)、體液、免疫等因素的調(diào)節(jié)下實現(xiàn)。穩(wěn)態(tài)是內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài),而不是絕對穩(wěn)定。

機體的新陳代謝是由細胞內(nèi)很多復雜的酶促反應組成的,而酶促反應的進行需要溫和的外界條件,例如溫度、pH等都必須保持在適宜的范圍內(nèi),酶促反應才能正常進行?梢姡瑑(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。當內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞時,就會引起細胞新陳代謝紊亂,并導致疾病。例如,當血液中鈣、磷的含量降低時,會影響骨組織的鈣化,這在成年人表現(xiàn)為骨軟化病,在兒童則表現(xiàn)為骨質(zhì)生長障礙、骨化不全的佝僂病。血鈣過高會引起肌無力,血鈣過低則會引起肌肉抽搐等疾病。

第2章動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

一、反射與反射弧1、神經(jīng)調(diào)節(jié):指通過神經(jīng)系統(tǒng)對生命活動進行的調(diào)節(jié)。是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下,人和動物體對體內(nèi)和外界環(huán)境的各種刺激所發(fā)生的規(guī)律性的反應,是長期自然選擇的結(jié)果。

2、反射:神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本形式

①是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下,動物體或人體對內(nèi)外環(huán)境的變化所做出的規(guī)律性應答。②非條件反射:通過遺傳獲得的先天性反射,由具體刺激直接引起的反應。如膝跳反射

③條件反射:建立在非條件反射的基礎上,是在生活過程中逐漸形成的后天性反射,由各種信號刺激引起的反應。

3、反射。荷窠(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎

①組成:由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應器五個部分組成。反射過程一般是如下進行的:一定的刺激按一定的感受器所感受,感受器發(fā)生了興奮;興奮以神經(jīng)沖動的方式經(jīng)過傳入神經(jīng)傳向神經(jīng)中樞;通過神經(jīng)中樞的分析與綜合活動,神經(jīng)中樞產(chǎn)生興奮或抑制信號;又經(jīng)一

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定的傳出神經(jīng)到達效應器,使效應器發(fā)生相應的活動。如果神經(jīng)中樞發(fā)生抑制,則神經(jīng)中樞原有的傳出沖動減弱或停止。

②感受器:能將特定的刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)沖動。③傳入神經(jīng)與傳出神經(jīng)

④應激性、反射、適應性和遺傳性的區(qū)別

應激性是指一切生物對外界各種刺激(如光、溫度、聲音、食物、化學物質(zhì)、機械運動、地心引力等)所發(fā)生的反應。

反射是指多細胞高等動物通過神經(jīng)系統(tǒng)對各種刺激發(fā)生的反應。由此可以說明,反射是應激性的一種表現(xiàn)形式,隸屬于應激性的范疇。適應性是指生物體與環(huán)境表現(xiàn)相適合的現(xiàn)象。

應激性是一種動態(tài)反應,在比較短的時間內(nèi)完成;適應性是通過長期的自然選擇,需要很長時間形成的。應激性的結(jié)果是使生物適應環(huán)境,可見它是生物適應性的一種表現(xiàn)形式。但生物體的有些適應特征(如北極熊的白色、綠草地中蚱蜢呈綠色等)是通過遺傳傳給子代的。并非生物體接受某種刺激后才能產(chǎn)生,這與應激性是不同的。

遺傳性是指親代性狀通過遺傳物質(zhì)傳給后代的能力,也是生物體要求一定的生長、發(fā)育條件,并對生活條件做出一定反應的特性。因此,生物體表現(xiàn)出來的應激性、反射和適應性最終是由遺傳性決定的。

二、興奮的傳導1、在神經(jīng)纖維上的傳導:興奮是以電信號(局部電流、神經(jīng)沖動)的形式沿著神經(jīng)纖維傳導的。

(3)傳導特征

①完整性:神經(jīng)纖維要實現(xiàn)其興奮傳導的功能,就要求其在結(jié)構(gòu)上和生理功能上都是完整的。

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如果神經(jīng)纖維被切斷,興奮即不可能通過斷口;如果神經(jīng)纖維在麻醉劑或低溫作用下發(fā)生功能的改變,破壞了生理功能的完整性,則興奮的傳導也會發(fā)生阻滯。

②雙向性:根據(jù)興奮傳導的機制,神經(jīng)纖維受刺激產(chǎn)生興奮時,興奮能由受刺激的部位同時向相反的兩個方向傳導,因為局部電流能夠向相反的兩個方向流動。(雙向傳導)

③絕緣性:一條神經(jīng)干包含著許多條神經(jīng)纖維,各條神經(jīng)纖維各自傳導自己的興奮而基本上互不干擾,這稱為絕緣性。傳導的絕緣性能使神經(jīng)調(diào)節(jié)更為專一而精確。

④相對不疲勞性:有人曾在實驗條件下,用每秒50~100次的電刺激連續(xù)刺激神經(jīng)9~12小時,觀察到神經(jīng)纖維始終保持著傳導興奮的能力。因此與突觸的興奮傳遞相比,神經(jīng)纖維是不容易疲勞的。

(4)興奮在神經(jīng)纖維上傳導的實質(zhì):膜電位變化→局部電流(生物電的傳導)①靜息電位:神經(jīng)纖維未受到刺激時,細胞膜使大量的鈉離子留在膜外的組織液中,鉀離于留在細胞膜內(nèi),由于鉀離子透過細胞膜向外擴散比鈉離子向內(nèi)擴散更容易,因此,細胞膜外的陽離子比細胞膜內(nèi)的陽離子多,造成離子外正內(nèi)負。膜外呈正電位,膜內(nèi)呈負電位。此時,膜內(nèi)外存在的電位差叫做靜息電位。(外正內(nèi)負)

②動作電位:當神經(jīng)纖維的某一部位受到刺激產(chǎn)生興奮時興奮部位的細胞膜通透性改變,大量鈉離子內(nèi)流,使膜內(nèi)外離子的分布迅速由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正,發(fā)生了一次很快的電位變化,這種電位波動叫做動作電位。(外負內(nèi)正)

在動作電位產(chǎn)生的過程中,鉀離子和鈉離子的跨膜運輸方式是協(xié)助擴散。協(xié)助擴散是在質(zhì)膜上載體蛋白的協(xié)助下進行的,鉀離子和鈉離子的跨膜運輸?shù)牡鞍纵d體就是離子通道蛋白。另外,恢復為靜息電位時,是主動運輸方式泵出膜的。

要測量神經(jīng)纖維的靜息電位,電流表的兩個電極就要分別接在神經(jīng)纖維的外膜和內(nèi)膜上,且電流(正電荷移動方向)必定是從外膜流向內(nèi)膜。2、在神經(jīng)元之間的傳遞

(1)突觸:神經(jīng)元之間接觸的部位,由一個神經(jīng)元的軸突末端膨大部位突觸小體與另一個神經(jīng)元的細胞體或樹突相接觸而形成。

①突觸小體:軸突末端膨大的部位

②突觸前膜:軸突末端突觸小體膜

③突觸間隙:突觸前、后膜之間的空隙(組織液)④突觸后膜:另一個神經(jīng)元的細胞體膜或樹突膜(2)過程

軸突→突觸小體→突觸小泡→神經(jīng)遞質(zhì)→突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜(與突觸后膜受體結(jié)合)→另一個神經(jīng)元產(chǎn)生興奮或抑制

(3)神經(jīng)遞質(zhì):是指神經(jīng)末梢釋放的特殊化學物質(zhì),它能作用于支配的神經(jīng)元或效應器細胞膜上的受體,從而完成信息傳遞功能。

①合成:在細胞質(zhì)通過一系列酶的催化作用中逐步合成,合成后由小泡攝取并貯存起來。②釋放:通過胞吐的方式釋放在突觸間隙。.

③結(jié)合:神經(jīng)遞質(zhì)通過與突觸后膜或效應器細胞膜上的特異性受體相結(jié)合而發(fā)揮作用。遞質(zhì)與

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受體結(jié)合后對突觸后膜的離子通透性發(fā)生影響,引起突觸后膜電位的變化,從而完成信息的跨突觸傳遞。

④失活:神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生效應后,很快就被相應的酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。遞質(zhì)被分解后的產(chǎn)物可被重新利用合成新的遞質(zhì)。因此,一個神經(jīng)沖動只能引起一次遞質(zhì)釋放,產(chǎn)生一次突觸后膜的電位變化。

⑤類型

興奮性遞質(zhì):乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、谷氨酸、天冬氨酸等。抑制性遞質(zhì):γ-氨基丁酸、甘氨酸、一氧化氮等。(4)信號變化

①突觸間:電信號→化學信號→電信號②突觸前膜:電信號→化學信號③突觸后膜:化學信號→電信號(5)傳遞特征:

單向傳導。即只能由一個神經(jīng)元的軸突傳導給另一個神經(jīng)元的細胞體或樹突,而不能向相反的方向傳導,這是因為神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小體中,只能由突觸前膜釋放,通過突觸間隙,作用于突觸后膜,引起突觸后膜發(fā)生興奮性或抑制性的變化,從而引起下一個神經(jīng)元的興奮或抑制。

★興奮在反射弧中的傳導方式實質(zhì)上是感受器把接受的刺激轉(zhuǎn)變成電信號(局部電流)在傳入神經(jīng)纖維上雙向傳導,在通過神經(jīng)元之間的突觸時電信號又轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W信號(化學遞質(zhì))在突觸中單向傳遞;瘜W信號通過突觸傳遞到另一神經(jīng)元的細胞體或樹突又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栐趥鞒錾窠?jīng)纖維上傳導,所以效應器接受的神經(jīng)沖動是電信號。

三、神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)

1、人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓。腦包括大腦、小腦、間腦(主要由丘腦和下丘腦構(gòu)成)、中腦、腦橋、延髓。

2、神經(jīng)中樞:中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)某一特定生理功能的神經(jīng)元群。包括:大腦皮層、軀體運動中樞、軀體感覺中樞、語言中樞、視覺中樞、聽覺中樞等。

3、分級調(diào)節(jié)

(1)大腦皮層:最高級的調(diào)節(jié)中樞(2)小腦:維持身體平衡中樞

(3)下丘腦在機體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的主要作用:①感受:滲透壓感受器,感受滲透壓升高。

②分泌:分泌抗利尿激素、促甲狀腺激素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促腎上腺素釋放激素等

③調(diào)節(jié):水平衡中樞、體溫調(diào)節(jié)中樞、血糖調(diào)節(jié)中樞、滲透壓調(diào)節(jié)中樞。

④傳導:可傳導滲透壓感受器產(chǎn)生的興奮至大腦皮層,使大腦皮層產(chǎn)生渴覺。(4)腦干:呼吸中樞四、人腦的高級功能

1、大腦皮層中央前回(第一運動區(qū))控制軀體的運動

①倒置關系:皮層代表區(qū)的位置與軀體各部分的關系呈是倒置的;

②交叉控制:中央前回左邊控制右側(cè)軀體運動,中央前回右邊控制左側(cè)軀體運動;③皮層代表區(qū)范圍的大小與軀體的大小無關,而與軀體運動的精細復雜程度有關。2、人的語言功能與大腦皮層的言語區(qū)有關

①運動性語言中樞:S區(qū)。受損傷,患運動性失語癥

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②聽覺性語言中樞:H區(qū)。受損傷,患聽覺性失語癥③視覺性語言中樞:V區(qū)。閱讀文字④書寫性語言中樞:W區(qū)。書寫文字

第2節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)

一、激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)促胰液素1、發(fā)現(xiàn)歷程

①沃泰默:胰液的分泌是神經(jīng)反射

②貝利斯和斯他林:胰液的分泌是受某種化學物質(zhì)促胰液素調(diào)節(jié)。(他們采納了同事哈代(W.B.Hardy)的建議,創(chuàng)用了源于希臘文的一個字“激素”(hormone,“刺激”的意思)這個名稱(1905)。促胰液素便是歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的激素。這樣,產(chǎn)生了“激素調(diào)節(jié)”這個新概念,以及通過血液循環(huán)傳遞激素的“內(nèi)分泌”方式,從而建立了“內(nèi)分泌學”這個新領域。)

③巴甫洛夫:胰液的分泌屬于神經(jīng)反射→促胰液素

2、促胰液素的化學本質(zhì):第一種被發(fā)現(xiàn)的激素,由下丘腦神經(jīng)細胞分泌的一種堿性多肽。由27個氨基酸殘基組成,含11種不同氨基酸。

二、激素調(diào)節(jié)

由內(nèi)分泌器官(或細胞)分泌的化學物質(zhì)(激素)對動物體的生命活動進行的調(diào)節(jié)。1、腺體:由具有分泌功能的細胞構(gòu)成,存在于器官內(nèi)或獨立存在的器官。(1)外分泌腺:又稱“有管腺”,其分泌物通過腺導管輸送到相應的組織或器官發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用。如唾液腺、胃腺、腸腺、汗腺、皮脂腺、乳腺、淚腺、肝臟、胰腺等(胰腺分為內(nèi)分泌部和外分泌部,胰的大部分屬于外分泌部,但是胰島屬于內(nèi)分泌部)。(2)內(nèi)分泌腺;又稱“無管腺”,沒有導管,其分泌物激素直接進入細胞周圍的血管和淋巴,通過血液循環(huán)和淋巴循環(huán)輸送到各細胞、組織或器官中,調(diào)節(jié)身體的生長、發(fā)育、物質(zhì)代謝和組織器官的活動。如垂體、甲狀腺、腎上腺、性腺、胸腺、胰島等。2、動物激素的種類化學本質(zhì)氨基酸衍生物腎上腺素促甲狀腺激素釋放激素促性腺激素釋多肽類放激素促腎上腺素釋放激素抗利尿激素催產(chǎn)素下丘腦由下丘腦神經(jīng)細胞分泌、垂體后葉釋下丘腦腎上腺髓質(zhì)激素名稱甲狀腺激素(含碘)產(chǎn)生部位甲狀腺生理功能促進新陳代謝和生長發(fā)育,尤其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能具有重要影響,提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。增強心臟活動,使動脈收縮、血壓升高。對物質(zhì)代謝的作用在于能促進肝糖原分解,使血糖升高。促進垂體合成和分泌促甲狀腺激素促進垂體合成和分泌促性腺激素促進垂體合成和分泌促腎上腺素促進腎小管和集合管對水分的重吸收,減少尿的排出。促進妊娠末期子宮收縮。-24-bobtina.com生物知識點歸納囡波灣

放胸腺素生長激素促甲狀腺激素促性腺激素蛋白質(zhì)類促腎上腺素催乳素胰島素卵巢胰島B細胞胰島A細胞腎上腺皮質(zhì)分泌少雄性激素量,主要由睪丸分泌。腎上腺皮質(zhì)分泌少雌性激素固醇類孕激素醛固酮(腎上腺鹽皮質(zhì)激素)糖皮質(zhì)激素腎上腺皮質(zhì)調(diào)節(jié)糖類、蛋白質(zhì)、脂肪的代謝,促進蛋白質(zhì)分解,加強糖異生;使外周組織對葡萄糖的攝取、利用減少,故可使血糖升高。量,主要由卵巢分泌。卵巢促進子宮內(nèi)膜和乳腺等的生長發(fā)育,為受精卵和泌乳準備條件。促進腎小管和集合管對鈉離子(Na+)的重吸收和鉀離子(K+)的分泌。(保鈉排鉀)促進雌性生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的形成,激發(fā)并維持雌性第二性征。促進雄性生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的形成,激發(fā)并維持雄性第二性征。垂體胸腺促進T淋巴細胞的分化、成熟,增強淋巴細胞的功能,臨床上常用于治療免疫功能缺陷或低下(如艾滋病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等)促進生長,主要促進蛋白質(zhì)的合成和骨的生長。促進甲狀腺的生長發(fā)育,調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成和分泌。促進性腺的生長發(fā)育,調(diào)節(jié)性激素的合成和分泌。促進腎上腺皮質(zhì)的合成和分泌腎上腺素促進乳腺的發(fā)育和泌乳。促進血糖合成糖原,抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖,從而降低血糖濃度。胰高血糖素促進糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖,從而升高血糖濃度。三、激素調(diào)節(jié)的實例1、血糖平衡的調(diào)節(jié)(1)血糖的來路和去路途徑過程食物糖類消化吸收即“淀粉→麥芽糖→葡萄糖”;部位:細胞質(zhì)基質(zhì)(細胞內(nèi)消化)、消化道(細胞外消化)。肝糖原分解非糖物質(zhì)(脂肪、氨基酸等)轉(zhuǎn)變成葡萄糖氧化分解去路合成肝糖原、肌糖原轉(zhuǎn)變成脂肪、氨基酸等非糖物質(zhì)作用血糖的主要、根本來源吸收方式:紅細胞是協(xié)助擴散,其他組織細胞是主動運輸主要調(diào)節(jié)形式,靈活調(diào)節(jié)重要調(diào)劑(糖異生過程)主要、最終利用形式重要調(diào)節(jié),動態(tài)調(diào)節(jié)重要儲存形式來路Bobtina.com生物知識點歸納

(2)血糖濃度

①正常值:80120mg/dL(0.81.2g/L)②低血糖:<60mg/dL③高血糖:>130mg/dL④尿糖:>160mg/dL(3)糖尿病

①病因:胰島B細胞受損,胰島素分泌不足。②診斷:持續(xù)高血糖且有糖尿

③防治:基因治療、藥物治療、飲食習慣、加強鍛煉④糖尿病患者的典型癥狀是:多尿、多飲、多食、體重減少(“三多一少”現(xiàn)象)

尿糖是指尿液中含有葡萄糖,這是從成分上進行考慮的;糖尿是指具有糖尿病癥狀的人,這是從癥狀上進行考慮的。

(4)激素調(diào)節(jié)的相關激素

(5)血糖平衡中的激素調(diào)節(jié)(體液調(diào)節(jié))

2、甲狀腺激素、性激素、腎上腺素分泌的分級調(diào)節(jié)

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四、常見激素間的關系1、生理效應的相互關系:

①協(xié)同作用:是指不同激素對同一生理效應都發(fā)揮作用,從而達到增強效應的結(jié)果。如:腎上腺素和胰高血糖素都有升高血糖的作用;生長激素和甲狀腺激素對生長發(fā)育的作用。

②拮抗作用:是指不同激素對某一生理效應發(fā)揮相反的作用。如腎上腺素和胰高血糖素與胰島素之間對血糖濃度的調(diào)節(jié)作用則表現(xiàn)出拮抗作用。

2、分泌調(diào)節(jié)的相互關系:

在血糖平衡調(diào)節(jié)中,胰島素的分泌量增加會抑制胰高血糖素的分泌,而胰高血糖素的分泌會促進胰島素的分泌。

【分析】這要從胰島素和胰高血糖素的作用和調(diào)節(jié)來綜合考慮。

①胰島素的作用是當血糖濃度升高時,起降低血糖濃度的目的。而胰高血糖素的作用是當血糖濃度降低時,起升高血糖濃度的目的。二者互為拮抗。

②“胰島素的分泌量增加會抑制胰高血糖素的分泌”,這是在血糖濃度本身就高的情況下(攝食后)發(fā)生的,此時胰島素分泌增加抑制胰高血糖素的分泌,胰高血糖素分泌的減少,導致肝糖原的分解減少,緩解降血糖的壓力。這樣,胰島素分泌一方面直接降低血糖,一方面通過抑制胰高血糖素的分泌間接降低血糖,雙管齊下從而達到迅速降血糖的效果。

③“胰高血糖素的分泌會促進胰島素的分泌”,這是在血糖濃度本身就低的情況下發(fā)生的,但升血糖,在于用血糖。而血糖的利用必須進入細胞內(nèi),血糖能否進入細胞內(nèi),就取決于胰島素了。胰島素之所以起降低血糖濃度的作用,是因為其能夠促進葡萄糖進入細胞中,進一步實現(xiàn)葡萄糖的氧化分解或合成糖原或轉(zhuǎn)變成脂肪、氨基酸等。因此,胰高血糖素的分泌勢必會促進胰島素的分泌。

五、激素的作用

1、從整個機體來說,激素的作用可歸納為

①通過調(diào)節(jié)三大營養(yǎng)物質(zhì)及水鹽代謝的作用,維持代謝的平衡。

②促進形態(tài)發(fā)生和形成,確保機體器官與組織的正常發(fā)育、成熟及生長,并影響衰老。③調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)及植物性神經(jīng)的活動,從而影響學習、記憶與行為。

④促進生殖器官與生殖細胞的發(fā)育、成熟,調(diào)節(jié)包括受精、受精卵的運行、著床、懷孕以及泌乳的生殖過程,使整個生殖環(huán)節(jié)的生理功能正常。

⑤在體內(nèi)外環(huán)境發(fā)生劇烈變化時發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,使機體得以適應新的情況。2、激素作用的一般特征

①激素作用的特異性:激素隨血流分布到全身各處,與組織細胞廣泛接觸,但卻是有選擇性的

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作用于某些細胞、腺體、器官,能被激素作用的器官、腺體、細胞分別稱為靶器官、靶腺、靶細胞。

各種激素所作用的靶細胞的數(shù)量和廣泛性有很大差異。大多數(shù)激素均有其固定的靶細胞或靶器官。例如,垂體的三種促激素都是蛋白質(zhì)激素,可是其中促甲狀腺激素只作用于甲狀腺,促腎上腺皮質(zhì)激素只作用于腎上腺皮質(zhì),促性腺激素只作用于性腺。另外,有的激素卻能廣泛的影響細胞代謝,如生長激素、胰島素等。

②激素具有高效能的作用:激素在血液中含量很少,但卻能顯著加強細胞內(nèi)的生化反應,對機體的代謝、生長與生殖等重要生理過程有著巨大的影響。如每周注射幾毫克的生長激素就可使侏儒癥患者生長速度顯著增快,追上正常人。

③激素是生理調(diào)節(jié)物質(zhì):各種激素只是使靶器官的功能加強(刺激)或減弱(抑制)。體內(nèi)的激素只是“喚起”靶器官存在的潛勢,不能產(chǎn)生新的過程。

④激素在體內(nèi)不斷的發(fā)生代謝性失活:激素在體內(nèi)不斷的失活,并不斷地被排出體外。失活的地點主要有兩個:一個是激素作用的靶細胞,即當激素發(fā)生作用時,激素本身被失活,如促甲狀腺激素在甲狀腺內(nèi)失活等;另一個是肝臟,肝臟內(nèi)有許多酶,可使各種激素轉(zhuǎn)化為活性很低,甚至沒有活性的物質(zhì),最后隨尿液排出,這是激素失活的重要地點。

3、激素作用的機理

①含氮類激素作用機理:含氮激素是通過與細胞膜上的受體結(jié)合發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用的。激素受體是細胞膜上的某種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)成分。激素與受體的結(jié)合具有高度的特異性和高度的親和力。激素作為第一信使與受體結(jié)合后,首先引起受體構(gòu)型的變化,激活與受體相結(jié)合的效應器。一般認為受體和效應器都在細胞表面的質(zhì)膜上。并通過第二信使(如環(huán)一磷酸腺苷cAMP)傳遞激素的信息而在細胞內(nèi)激活一些酶類,從而促進中間代謝和膜的通透性或通過控制DNA轉(zhuǎn)錄、翻譯而影響特異蛋白質(zhì)的合成,最終表現(xiàn)出激素的特點生理反應。②類固醇激素的作用機理:類固醇激素是一類分子較小、親脂性的物質(zhì)。易透過細胞膜進入細胞質(zhì)并與細胞質(zhì)中的受體結(jié)合,形成激素-受體復合物,發(fā)生構(gòu)象變化,形成一個有利于穿過核孔和與染色質(zhì)具有高度親和力的結(jié)構(gòu)。進入細胞核后,復合物與染色質(zhì)上的非組蛋白質(zhì)相互作用而與DNA結(jié)合,啟動DNA的轉(zhuǎn)錄、翻譯進程,產(chǎn)生誘導蛋白,從而導致生理效應的發(fā)生。六、與激素有關的人體疾病病癥呆小癥甲亢侏儒癥巨人癥肢端肥大癥糖尿病病因幼體甲狀腺激素分泌不足成體甲狀腺激素分泌過多幼體生長激素分泌過少幼體生長激素分泌過多成體生長激素分泌過多胰島素分泌不足癥狀身體矮小、智力低下、生殖器官發(fā)育不全精神亢奮、代謝旺盛、身體日漸消瘦身體矮小、智力正常、生殖器官發(fā)育正常身材異常高大身體指、趾等端部增大出現(xiàn)尿糖等癥狀地方性甲狀腺腫因缺碘導致甲狀腺激素合成不足甲狀腺代償性增生(“大脖子病”)第3節(jié)免疫調(diào)節(jié)

一、人體免疫系統(tǒng)的三大防線:

第一道:皮膚、粘膜的屏障作用及皮膚、黏膜以外的殺菌物質(zhì)(如溶菌酶)的殺滅作用。第二道:吞噬細胞的吞噬作用及體液中殺菌物質(zhì)的殺滅作用。

第三道:免疫器官、免疫細胞、免疫物質(zhì)共同組成人體的免疫系統(tǒng),特異性免疫是保衛(wèi)人體的

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第三道防線

而淚液、胃液、唾液屬于第一道防線的分泌物,故也屬第一道防線。

皮膚和黏膜屏障,是指機體體表的皮膚和所有與外界相通的腔道的黏膜,是機體與外界直接接觸的結(jié)構(gòu),微生物只有通過皮膚和黏膜才能侵入體內(nèi),因此皮膚和黏膜構(gòu)成了動物體防御外部入侵者的第一道防線。正常健康的皮膚黏膜,絕大多數(shù)病原微生物是不能通過的。皮膚和黏膜的機械阻擋和排除是主要作用,如呼吸道纖毛上皮的擺動,尿液、淚液、唾液的沖洗。

此外,皮下和黏膜下腺體的分泌液中含有多種抑菌和殺菌物質(zhì),如汗腺分泌的汗液中含有的乳酸、皮脂腺分泌的脂肪酸、淚液和唾液中的溶菌酶等,都具有抑制或殺滅局部病原菌的作用。再者,皮膚黏膜上存在著正常菌群,對病原微生物具有拮抗作用。

二、免疫系統(tǒng)的組成

1、免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴結(jié)等;免疫細胞:淋巴細胞、吞噬細胞等;免疫物質(zhì):各種抗體和淋巴因子等。

2、特異性免疫中發(fā)揮免疫作用的主要是淋巴細胞;由骨髓中造血干細胞分化、發(fā)育而來的。3、與免疫有關的細胞總結(jié)名稱吞噬細胞B細胞T細胞漿細胞效應T細胞記憶細胞來源造血干細胞造血干細胞(在骨髓中成熟)造血干細胞(在胸腺中成熟)B細胞或記憶細胞T細胞或記憶細胞B細胞、T細胞、記憶細胞功能處理、呈遞抗原,吞噬抗原和抗體復合物識別抗原、分化成為效應細胞、記憶細胞識別、呈遞抗原、分化成為效應細胞、記憶細胞分泌抗體分泌淋巴因子,與靶細胞結(jié)合發(fā)揮免疫效應識別抗原、分化成為相應的效應細胞具有特異性識別功能√√√√三、體液免疫(主要是B細胞起作用)抗原進入機體后,大多數(shù)抗原經(jīng)吞噬細胞的攝取和處理,將抗原決定簇暴露出來,然后將抗原呈遞給T細胞,再由T細胞呈遞給B細胞。有的抗原可以直接刺激B細胞。B細胞接受抗原刺激后,開始進行一系列的增殖、分化,形成漿細胞和記憶細胞。(記憶細胞保持對抗原的記憶,一段時間后,相同的抗原再次進入機體,記憶細胞就迅速增殖、分化,形成大量漿細胞)漿細胞產(chǎn)生的抗體與相應的抗原特異性結(jié)合,發(fā)揮免疫效應。抗體與抗原結(jié)合,抑制細菌的繁殖或?qū)λ拗骷毎酿じ;抗體與病毒結(jié)合,可以使病毒失去侵染和破壞宿主細胞的能力?乖贵w結(jié)合后,形成沉淀或細胞集團,最終被吞噬細胞消化。

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四、細胞免疫(主要是T細胞起作用)剛開始與體液免疫的開始基本相同。不同的是T細胞接受抗原刺激后,開始進行一系列的增殖、分化,形成效應T細胞和記憶細胞。當同一種抗原再次進入機體,記憶細胞就會迅速增殖、分化,形成大量效應T細胞。效應T細胞與被抗原入侵的宿主細胞密切接觸,激活靶細胞內(nèi)溶酶體酶,使靶細胞的通透性改變,滲透壓發(fā)生變化,最終導致靶細胞裂解死亡。同時,效應T細胞還釋放淋巴因子(白細胞介素、干擾素等)來加強免疫效應。

五、體液免疫與細胞免疫的比較

作用對象作用方式?jīng)]有進入細胞的抗原體液免疫細胞免疫被抗原侵入的宿主細胞(靶細胞)①效應T細胞與靶細胞密切接觸②效應T細胞釋放淋巴因子,促進細胞免疫的作用漿細胞產(chǎn)生的抗體與相應的抗原發(fā)生特異性結(jié)合細菌(產(chǎn)毒菌)在生長過程中由細胞內(nèi)合成后分泌到細胞外的毒性物質(zhì)(化學成分是蛋白質(zhì))稱為外毒素。而脫去毒性的具有免疫原性的外毒素被稱為類毒素,類毒素注入機體后,可刺激機體產(chǎn)生具有中和外毒素的抗毒素抗體。對外毒素體液免疫發(fā)揮作用對細胞內(nèi)寄生物關系結(jié)核桿菌,麻風桿菌等胞內(nèi)寄生菌、病毒體液免疫先起作用,阻止寄生物的散播傳染,當寄生物進入細胞后,細胞免疫將抗原從靶細胞釋放出來,再由體液免疫發(fā)揮作用。若細胞免疫不存在,體液免疫也將喪失。另外,對外來病原體進行免疫的時候并不是單一的起作用,而是兩者結(jié)合起來起作用,只不過在起作用的時候分主次關系罷了。六、免疫失調(diào)引起的疾病

當免疫功能失調(diào)時,可引起疾病,如免疫功能過強時,會引起過敏反應和自身免疫病。免疫功能過低時會引起免疫缺陷病。

1、過敏反應:已免疫的機體再次接受相同的物質(zhì)的刺激時所發(fā)生的反應。(1)特點:

①發(fā)作迅速,反應強烈,消退較快;

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②一般不會破壞正常組織細胞,也不會引起組織損傷;③有明顯的遺傳傾向和個體差異。(2)過程:過敏反應發(fā)生于過敏原再次進入機體與吸附在細胞表面的相應抗體結(jié)合,使上述細胞釋放組織胺,引起毛細血管擴張、血管壁細胞通透性增強、平滑肌收縮和腺體分泌增多。

(3)分布:過敏反應中的抗體分布于皮膚、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些細胞的表面。(體液免疫中的抗體主要分布在血清中,也分布在組織液及外分泌液中。)

(4)預防:預防過敏反應的主要措施是找出過敏原,盡量避免再次接觸該過敏原。(5)過敏原

誘發(fā)過敏反應的物質(zhì)稱為過敏原。引起過敏反應的物質(zhì)有幾百種,它們通過吸入、食入、注射或接觸等方式使機體致敏。常見的過敏原有以下五大類:

①吸入式過敏原。如花粉、柳絮、粉塵、螨蟲、動物皮屑、油煙、油漆、汽車尾氣、煤氣、香煙等。

②食入式過敏原。如牛奶、雞蛋、魚蝦、牛羊肉、海鮮、動物脂肪、異體蛋白、酒精、毒品、抗菌素、消炎藥、香油、香精、蔥、姜、大蒜以及一些蔬菜、水果等。

③接觸式過敏原。如冷空氣、熱空氣、紫外線、輻射、化妝品、洗發(fā)水、洗潔精、染發(fā)劑、肥皂、化纖用品、塑料、金屬飾品(手表、項鏈、戒指、耳環(huán))、細菌、霉菌、病毒、寄生蟲等。

④注射式過敏原。如青霉素、鏈霉素、異種血清等。

⑤精神緊張、工作壓力、受微生物感染、電離輻射、燒傷等生物、理化因素影響而使結(jié)構(gòu)或組成發(fā)生改變的自身組織抗原,以及由于外傷或感染而釋放的自身隱蔽抗原,也可成為過敏原。

過敏原再次刺激機體時,分布著有抗體的細胞釋放的物質(zhì)除組織胺以外,還有:①激肽原酶,進一步緩激肽,作用于效應器官。②LTs(白三烯)。③PAF(血小板活化因子)及多種細胞因子。④PGD2(前列腺素D2)。

(6)為什么花粉會引起組織液的增多?

過敏反應時組織釋放組織胺使毛細血管通透性加大,血漿中的蛋白質(zhì)滲出毛細血管進入組織液,結(jié)果增加了組織液中蛋白質(zhì)的濃度而降低了血漿中蛋白質(zhì)的濃度,從而使組織液滲透壓升高而吸水。

2、自身免疫。鹤陨砻庖叻磻獙ψ陨淼慕M織器官造成損傷并出現(xiàn)了癥狀。

病因:抗原的抗原決定簇與自身的組織和器官的表面結(jié)構(gòu)十分相似,導致免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的抗體不僅向抗原進攻的同時,也向自身的組織、器官發(fā)起進攻.如風濕性心臟病、類風濕性關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、潰瘍性結(jié)腸炎等。

3、免疫缺陷。簷C體免疫功能缺乏或不足所引起的疾病。分為原發(fā)性免疫缺陷病、繼發(fā)性免疫缺陷病,具體有先天性胸腺發(fā)育不全、獲得性免疫缺陷綜合癥等。

艾滋。篈IDS是獲得性免疫缺陷綜合癥的簡稱。HIV是艾滋病病毒(人類免疫缺陷病毒)簡稱。HIV侵入人體后與T淋巴細胞相結(jié)合,破壞T淋巴細胞,使免疫調(diào)節(jié)受到抑制,并逐漸使人體的免疫系統(tǒng)癱瘓,功能瓦解,最終使人無法抵抗其他病菌、病毒的入侵,或發(fā)生惡性腫瘤而死亡。

七、幾組易混概念的辨析抗原抗體淋巴因子過敏原過敏反應中的抗體Bobtina.com生物知識點歸納概念是指一類能誘導機體發(fā)生免疫應答并能與相應抗體或T淋巴細胞受體發(fā)生特異性免疫反應的大分子物質(zhì)。是高等動物體在抗原物質(zhì)的刺激下,由漿細胞產(chǎn)生的一類能與相應抗原在體內(nèi)外發(fā)生特異結(jié)合的免疫球蛋白。球蛋白(蛋白質(zhì))①由漿細胞產(chǎn)生,②能與抗原特異性結(jié)合機體受到抗原刺激后由免疫細胞(效應T細胞、巨噬細胞等)產(chǎn)生的可溶性免疫活性物質(zhì),誘發(fā)過敏也是由漿細胞反應的物質(zhì)稱產(chǎn)生的。為過敏原。(指能夠使人發(fā)生過敏的抗原。)蛋白質(zhì)化學本質(zhì)①異物性,②大分子性,③特異性球蛋白(蛋白質(zhì)),主要是IgE抗體的分布是在細胞表面,由于它和抗原結(jié)合會釋放組織胺引起細胞發(fā)生一系列變化。特點淋巴因子的作用一般無特異性,即不是直接針對抗原的。激活靶細胞中的溶酶體酶,使靶細胞裂解。效應能刺激機體產(chǎn)生免疫應答能力的特性;與免疫應答的產(chǎn)物(抗體)發(fā)生特異反應的特性。使抗原沉淀或形成細胞集團干擾素可以激活人體細胞內(nèi)破壞病毒的基因,從而抑制病毒在細胞內(nèi)復制、繁殖,并且通過破壞含有病毒的細胞(靶細胞)來殺滅病毒。接觸過敏原一定時間后,機體致敏。致敏期的時間可長可短,這段時間內(nèi)沒有臨床癥狀,當再次接觸過敏原后,方可發(fā)生過敏反應。使細胞釋放組織胺、激肽、白三烯、血小板活化因子等,從而引起過敏反應舉例各種病菌、發(fā)生病變的自身細胞IgA、IgD、IgE、如白細胞介IgG、IgM素、干擾素、穿孔素等,花粉、煤氣、牛奶、酒精、病菌、電離輻射等。區(qū)別抗原可以是過敏原,而過敏原(如青霉素、輻射等)不一定是抗原;抗原對所有人都是抗原,而過敏原則是對部分人起作用。過敏反應中的抗體分布于皮膚、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些細胞的表面。(體液免疫中的抗體主要分布在血清中,也分布在組織液及外分泌液中。)-32-bobtina.com生物知識點歸納囡波灣

菌苗與疫苗

菌苗與疫苗都是用于預防接種的生物制品。

菌苗是用細菌菌體制造而成,分為死菌苗和活菌苗。死菌苗是細菌在適合的培養(yǎng)基上生長繁殖后將其殺死處理制成(如:百日咳、霍亂菌苗等)。這類菌苗接種于人體后不再生長繁殖,注射一次對身體刺激時間短,免疫效果差,需多次注射才能使人體獲得較高而持久的免疫力;罹缡沁x用“無毒”或毒力很低的細菌,經(jīng)培養(yǎng)繁殖后制成(如:卡介苗等)。這類菌苗進入人體后,能繼續(xù)生長繁殖,對身體刺激時間長。和死菌苗相比,活菌苗的優(yōu)點是接種量少,接種次數(shù)少,免疫效果好、免疫持久性長;其缺點是有效期短,液體活菌苗需冷藏,運輸保存不方便。

疫苗是用病毒、立克次氏體、衣原體或螺旋體等接種于動物、雞胚或組織培養(yǎng)并處理后制成。有滅活疫苗(如:狂犬病、斑診傷寒疫苗等);減毒活疫苗(如:麻疹、脊髓灰質(zhì)炎疫苗等);钜呙绲膬(yōu)、缺點與活菌苗相同。

第3章植物的激素調(diào)節(jié)

一、植物生命活動調(diào)節(jié)的基本形式:激素調(diào)節(jié)1、植物的向性運動

(1)概念:是植物體受到單一方向的外界刺激(如光、重力等)而引起的定向運動。(2)外界刺激:光照、重力、溫度、濕度、化學物質(zhì)、各種射線等。(3)原因:與生長素的調(diào)節(jié)有關(4)類型

①向光性:莖的向光性、根的背光性②向地性:根的向地性③背地性:莖的背地性

④向水性:根對水的感受部位是根尖,有向水源生長的趨勢,表現(xiàn)為向水性。

⑤向肥性:根的向肥性。當植物生長在一側(cè)肥力充足,另一側(cè)肥力不充足的條件下,肥力充足一側(cè)的根生長的將明顯發(fā)達,從而說明根的生長具有向肥性。

⑥向觸性:植物器官在接觸到固體而產(chǎn)生方向性的反應。這個方向性的反應是因生長改變所造成,例如豆科的卷須接觸柱子后會產(chǎn)生纏繞反應。牽;ɑǖ那o和黃瓜卷須的前端接觸到支架,就向接觸的方向卷曲,邊卷曲、邊生長。

2、植物的感性運動

(1)概念:植物體受到不定向的外界刺激而引起的局部運動,稱為感性運動。作用機理較為復雜,但是發(fā)生感性運動的器官多半具有腹、背兩面對稱的結(jié)構(gòu)。

(2)類型

感性運動一般分為感夜性、感震性和感觸性等,但各自的作用機理卻有所不同。

①感夜性:主要是由晝夜光暗變化引起的。蒲公英的花序、睡蓮的花瓣、合歡的小葉等晝開夜合;而煙草、紫茉莉、月見草等植物的花則相反是夜開晝合。

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②感溫性:溫度變化而引起的,如郁金香從冷處移到暖處3min~5min就可開放。③感震性:含羞草的感震運動是由于其復葉的葉柄基部葉褥細胞的膨壓變化引起的。④感觸性

二、生長素的發(fā)現(xiàn)過程

1、達爾文的實驗:過程:早在1880年達爾文父子進行向光性實驗時,首次發(fā)現(xiàn)植物幼苗尖

端的胚芽鞘在單方向的光照下向光彎曲生長,但如果把尖端切除或用黑罩遮住光線,即使單向照光,幼苗也不會向光彎曲。他們當時因此而推測:當胚芽鞘受到單側(cè)光照射時,在頂端可能產(chǎn)生一種物質(zhì)傳遞到下部,引起苗的向光性彎曲。

2、詹森的實驗:過程:設置兩個實驗組:A組:將胚芽鞘頂端切掉,用單側(cè)光照射,觀察胚芽鞘的生長情況。B組:在胚芽鞘頂端插入瓊脂片,用單側(cè)光照射,觀察胚芽鞘的生長情況。結(jié)果:A組直立生長,B組向光生長。實驗結(jié)論:胚芽鞘頂尖產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。(不足之處:該實驗不能排除使胚芽鞘彎曲的刺激是由尖端產(chǎn)生,而不是由瓊脂片產(chǎn)生。)

3、拜爾的實驗:過程:拜爾在黑暗的條件下,將切下的燕麥胚芽鞘頂端移到切口的一側(cè),胚芽鞘會向另一側(cè)彎曲生長。實驗證明:胚芽鞘的彎曲生長,是因為頂尖產(chǎn)生的刺激在其下部分布不均勻造成的。

4、溫特的實驗:過程:A把放過尖端的瓊脂小塊,放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一側(cè),胚芽鞘向?qū)?cè)彎曲生長;B把未放過尖端的瓊脂小塊,放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一側(cè),胚芽鞘不生長不彎曲。實驗結(jié)論:胚芽鞘尖端產(chǎn)生了某種物質(zhì),并運到尖端下部促使某些部分生長。

5、1934年,荷蘭科學家郭葛等人分離出該物質(zhì),化學名稱吲哚乙酸,是在細胞內(nèi)由色氨酸合成的,取名為生長素,它能促進細胞縱向伸長生長。生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)较露耍荒艿惯^來運輸。

胚芽鞘:單子葉植物胚芽外的錐形套狀物。胚芽鞘為胚體的第一片葉,有保護胚芽中更幼小的葉和生長錐的作用。胚芽鞘分為胚芽鞘的尖端和胚芽鞘的下部,胚芽鞘的尖端是產(chǎn)生生長素和感受單側(cè)光刺激的部位和胚芽鞘的下部,胚芽鞘下面的部分是發(fā)生彎曲的部位。

瓊脂:能攜帶和傳送生長素的作用;云母片是生長素不能穿過的。

瓊脂,學名瓊膠,英文名agar,又名洋菜,凍粉。主要是由石花菜、江蘺菜、雞毛菜等紅藻用熱水提取出來的一種海藻多糖。是人類最早開始使用的膠凝劑。其特點是具有凝固性、穩(wěn)定性,能與一些物質(zhì)形成絡合物等物理化學性質(zhì),可用作增稠劑、凝固劑、懸浮劑、乳化劑、保鮮劑和穩(wěn)定劑。

云母是含鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、鋅、鐵、釩等金屬元素并具有層狀結(jié)構(gòu)的含水鋁硅酸鹽族礦物的總稱。主要包括白云母、黑云母、金云母、鋰云母等。

6、生長素的發(fā)現(xiàn)對植物向光性的解釋

①產(chǎn)生條件:單側(cè)光②感光部位:胚芽鞘尖端③產(chǎn)生部位:胚芽鞘尖端④作用部位:尖端以下生長部位

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⑤作用機理:單側(cè)光引起生長素分布不均勻→背光側(cè)多→生長快(向光側(cè)少→生長慢)→向光彎曲。

尖端是指頂端1mm范圍內(nèi)。它既是感受單側(cè)光的部位,也是產(chǎn)生生長素的部位。尖端以下數(shù)毫米是胚芽的生長部位,即向光彎曲部位。

三、植物激素1、生長素(IAA)

(1)化學成分:吲哚乙酸,分子式為C10H9O2N

(2)合成部位:植物體內(nèi)的生長素主要在葉原基、嫩葉和正在發(fā)育著的種子中產(chǎn)生。成熟的葉片和根尖也產(chǎn)生少量生長素。

植物體內(nèi)的生長素是由色氨酸通過一系列中間產(chǎn)物而形成的。其主要途徑是通過吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脫氨成為吲哚丙酮酸后脫羧而成,也可以由色氨酸先脫羧成為色胺后氧化脫氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一條可能的合成途徑是色氨酸通過吲哚乙腈轉(zhuǎn)變?yōu)檫胚嵋宜帷?/p>

(3)運輸

①橫向運輸:只有尖端才具有橫向運輸,從而導致生長素在尖端分布不均勻。而尖端以下部位不能橫向運輸。

②極性運輸:生長素在植物體內(nèi)的運輸具有極性,即生長素只能從植物的形態(tài)學上端向下端運輸,而不能向相反的方向運輸,這稱為生長素的極性運輸。其它植物激素則無此特點。③極性運輸?shù)脑颍焊骷毎撞考毎ど嫌袛y帶生長素的載體蛋白,頂端細胞膜上沒有這種蛋白質(zhì)分子,生長素只能從細胞底部由載體蛋白帶出再進入下面的細胞。故生長素只能從形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下端,而不能從形態(tài)學的下端運輸?shù)叫螒B(tài)學的上端(莖是由莖尖到基部,根也是由根尖到基部)。Bobtina.com生物知識點歸納

2、其他植物激素

(1)細胞分裂素:是一類具有腺嘌呤環(huán)結(jié)構(gòu)的植物激素。①合成部位:存在于正在進行細胞分裂的部位,主要是根尖。

②主要作用:促進細胞分裂和組織分化,植物組織培養(yǎng)中能影響植物細胞脫分化和再分化。(2)赤霉素:是一類屬于雙萜類化合物的植物激素。①合成部位:一般在幼芽、幼根和未成熟的種子中合成。

②主要作用:通過葉片、嫩枝、花、種子或果實進入植物體內(nèi),傳導到生長活躍部位發(fā)生作用,促進細胞伸長,從而引起莖桿伸長和植株增高;能打破種子、塊莖或鱗莖等器官的休眠,促進種子萌發(fā)和果實成熟。

(3)脫落酸:是一種具有倍半萜結(jié)構(gòu)的植物激素。

①合成部位:根冠、萎蔫的葉片組織、成熟的果實、種子及莖等。②分布部位:將要脫落的器官和組織中含量多。

③主要作用:抑制細胞分裂(脫氧核糖核酸和蛋白質(zhì)的合成),促進葉和果實衰老和脫落。(4)乙烯:是一種氣體激素。

①合成部位:廣泛存在于植物體的多種組織中,特別是在成熟的果實中含量較多。②主要作用:促進果實的成熟。

3、植物激素間的關系

①植物的一生,是受到多種激素相互作用來調(diào)控的。同時受遺傳物質(zhì)(基因在一定時間和空間上的程序性表達的結(jié)果)、光照、溫度等環(huán)境因子變化的影響。②植物組織培養(yǎng)時生長素與細胞分裂素含量變化引起的結(jié)果差異

在進行植物組織培養(yǎng)時,需要在培養(yǎng)基中添加適當比例的生長素和細胞分裂素,以誘導細胞的脫分化和再分化。但兩者的比例變化后,誘導的結(jié)果是不同的:當生長素含量高于細胞分裂素時,主要誘導植物組織脫分化和根原基的形成(即有利于根的發(fā)生);當細胞分裂素含量高于生長素時,則主要誘導植物組織再分化和芽原基的形成(即有利于芽的發(fā)生)。(參見選修3P43)

生長素的運輸與莖的向光性

一、橫向運輸

1.作用機理

所謂橫向運輸就是指生長素由莖(光源)的一側(cè)橫向移動到另一側(cè)(背光)的運輸方式。由此造成的生長素分布不均勻?qū)嶋H上應與電荷分布有關。我們知道,生長素即吲哚乙酸(IAA)是帶弱酸性的,在細胞中常以陰離子(IAA)形式存在,而對植物來說,單方向的光照會引起器官尖端不同部位產(chǎn)生電勢差,向光一側(cè)帶負電荷,背光一側(cè)帶正電荷。這樣一來,生長素帶弱酸性的陰離子則向帶正電荷的背光一邊移動,再向下運輸,從而引起尖端下背光一側(cè)生長素分布多,細胞縱向伸長(橫向增粗)快,向光一側(cè)分布少,細胞縱向伸長(橫向增粗)慢,使植物彎向光源生長。

那么植物在怎樣的條件下會發(fā)生橫向運輸?

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2.影響橫向運輸?shù)囊蛩?/p>

單側(cè)光:生長素發(fā)生橫向運輸引起向光性與單側(cè)光密切相關。為什么單側(cè)光會引起橫向運輸?

主要是由于植物的受光不均勻。假如將照射植物的單側(cè)光改成直射光使之受光均勻或不照光,則植物不出現(xiàn)向光性生長。這是因為在這種情況下,電荷分布均勻,此時生長素只進行極性運輸,而不表現(xiàn)橫向運輸,說明單側(cè)光是引起生長素橫向運輸?shù)脑蛑弧?/p>

尖端:橫向運輸不可缺少的部位。

橫向運輸確實只發(fā)生在尖端部位,為什么其他部位不能發(fā)生?

這是因為橫向運輸要發(fā)生除單側(cè)光和生長素外,還得看其是否有對光敏感的物質(zhì)存在,即與能感受光刺激部位有關,因為無論哪種刺激,它們作用于細胞的首要條件是能夠為細胞所識別和接受,莖的尖端存有對光敏感的物質(zhì),是感受光刺激的部位;若植物具有該部位,就能接受光的刺激(識別)從而引起電荷的分布不均勻,促進產(chǎn)生的生長素進行橫向運輸,若生長素位于瓊脂上,瓊脂塊是無活性的,其上無對光敏感的物質(zhì)分布。故對光不敏感,不能接受光刺激,也就無電荷分布不均勻的問題,不出現(xiàn)橫向運輸,不表現(xiàn)向光性。同理,植物尖端以下也沒有對光敏感的物質(zhì)不能接受光刺激,也就無橫向運輸

阻隔物:假如作處理(云母片不透水)則不發(fā)生向光性,也就是說橫向運輸沒有進行;且生長素不能發(fā)生繞道的橫向運輸,其尖端下部也不發(fā)生橫向運輸。其實橫向運輸還受重力的影響如根的向地性,莖的負地性生長。瓊脂:能攜帶和傳送生長素的作用;云母片是生長素不能穿過的。

橫向運輸發(fā)生在尖端造成尖端生長素分布不均勻,但為什么發(fā)生彎曲的部位卻在尖端下呢?原來,光有橫向運輸還不足以引起莖的向光性,莖的向光性還與另一運輸方式極性運輸有關。

二、極性運輸

我們知道,植物產(chǎn)生生長素的部位往往是頂端分生組織,如莖尖、芽尖。但發(fā)生彎曲的部位卻在尖端下一點,其它各處如何獲得生長素通過極性運輸獲得。

1.作用機理

極性運輸在促進植物的生長中極為重要,單側(cè)光引起生長素分布后若沒有極性運輸,向光性是難以實現(xiàn)的。所謂極性運輸是指從植物形態(tài)學的上端向下端運輸,而不能倒轉(zhuǎn)。如:將植物幼苗切下倒置,生長素就會從位于下面幼苗的頂端向上運輸,F(xiàn)在我們已經(jīng)知道,生長素的極性運輸屬于一種主動運輸,需要能量和載體蛋白,而攜帶生長素的載體蛋白位于細胞底部細胞膜上,頂部則沒有,這就促使IAA分子(生長素分子)在薄壁組織中(或韌皮部中)順序穿過一個個細胞向植株下部運行,不斷從細胞底部由載體帶出再進入下一個細胞;若倒過來則由于細胞頂端無IAA載體而運不出去,不能進行下一個細胞。如頂端優(yōu)勢就是一個很好的極性運輸?shù)睦印?/p>

2.極性運輸實現(xiàn)了細胞的伸長

一個細胞通過極性運輸獲得生長素,則表現(xiàn)出伸長,這種伸長實質(zhì)上在于生長素促進了細胞的縱向伸長(橫向增粗)。而這又是通過改變細胞壁的可塑性來實現(xiàn)的。IAA進行運輸時,IAA進入細胞就解離為負離子IAA并與質(zhì)膜上的質(zhì)子泵結(jié)合,引起H分泌到細胞壁上,使之環(huán)境酸化。造成對酸不穩(wěn)定的鍵斷裂,使細胞纖維素結(jié)構(gòu)間交織點破裂,聯(lián)系松弛,細胞可以延長。由于尖端

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下細胞還未完全成熟,更易受酸性環(huán)境影響表現(xiàn)出伸長。故在此處若生長素不均勻,在適宜范圍內(nèi),量多一方更易加快細胞壁酸化,使細胞伸長更快。然而極性運輸雖然時時刻刻都在進行,但其本身只是造成生長素從上向下流動,而不會引起同一部位分布不均勻。

由上可知,生長素的橫向運輸和極性運輸共同對向光性發(fā)揮作用,其中橫向運輸主要是引起生長素分布不均勻,這種不均勻引起的植物向光性又與生長素促進細胞伸長速度不一樣分不開,導致生長不均勻而發(fā)生彎曲。其實莖向光性生長是一個復雜問題,并不是有橫向運輸就一定有向光性生長,還可能受到多種因素的影響,如生長抑制物的分布等,目前還在進一步探索,故我們應具體問題具體分析。

第4章種群和群落第1節(jié)種群的特征

一、種群

1、概念:種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體,是在一定空間和時間內(nèi)的同種生物個體的總和。種群中的個體通過繁殖將各自的基因傳遞給后代(能自由交配、繁殖),種群是生物進化和繁殖的基本單位。

2、舉例:一個池塘里的全部鯽魚、一個蜂巢中的所有蜜蜂

二、種群的特征

1、種群密度:

(1)概念:是指單位空間(單位面積、體積)內(nèi)某種群的個體數(shù)量。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征,種群密度越高,一定范圍內(nèi)種群數(shù)量越多。種群數(shù)量與種群密度呈正相關。

(2)特點:隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。(3)調(diào)查方法:

①總數(shù)調(diào)查:調(diào)查分布范圍較小,個體較大的種群,逐個計數(shù)。

②取樣調(diào)查:調(diào)查分布范圍較大的種群,一般總數(shù)調(diào)查較難,計數(shù)種群一部分,估算種群密度。

1.1樣方法

(1)取樣調(diào)查中的兩個概念

①樣方:樣方也叫樣本,從研究對象的總體中抽取出來的部分個體的集合,叫做樣方。

②隨機取樣:在抽樣時如果總體中每一個個體被抽選的機會均等,且每一個個體被選與其他個體間無任何牽連,那么,這種既滿足隨機性,又滿足獨立性的抽樣,就叫做隨機取樣(或叫做“簡單隨機取樣”)。隨機取樣不允許摻入任何主觀性,否則,就難以避免調(diào)查人員想獲得調(diào)查屬性的心理作用,往往使調(diào)查結(jié)果偏大。

③適用范圍:植物種群密度,昆蟲卵的密度,蚜蟲、跳蝻的密度等。(2)常用取樣①點狀取樣法

點狀取樣法中常用的為五點取樣法,如圖41A,當調(diào)查的總體為非長條形時,可用此法取樣。在總體中按梅花形取5個樣方,每個樣方的長和寬要求一致。這種方法適用于調(diào)查植物個體分布比

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較均勻的情況。

②等距取樣法

當調(diào)查的總體為長條形時,可用等距取樣法,如圖41B,先將調(diào)查總體分成若干等份,由抽樣比率決定距離或間隔,然后按這一相等的距離或間隔抽取樣方的方法,叫做等距取樣法。例如,長條形的總體為100m長,如果要等距抽取10樣方,那么抽樣的比率為1/10,抽樣距離為10m,然后可再按需要在每10m的前1m內(nèi)進行取樣,樣方大小要求一致。(3)調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度①探究原理:(樣方法)在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi),隨機選取若干個樣方,通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù),求得每個樣方的種群密度,以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計值。②制定計劃:確定調(diào)查地點和范圍→確定調(diào)查時間→討論需要攜帶材料用具,列出清單→討論小組成員分工。③實施計劃準備→確定調(diào)查對象→確定樣方的多少、大小和取樣方法→計數(shù)→計算種群密度。④注意事項

a.植物種群密度調(diào)查地點的選擇。調(diào)查地段的選擇應當大小適中,面積過大費時費力,面積過小則失去調(diào)查意義,選取平坦、開闊、被調(diào)查種群分布比較均勻的地段。

b.根據(jù)調(diào)查對象劃定調(diào)查地段的大小。植物種群密度的調(diào)查對象可以是喬木、灌木和草本,調(diào)查喬木的種群密度時,地段應該劃得大一些;調(diào)查草本植物的種群密度時,地段應該劃得小一些;調(diào)查灌木時,調(diào)查地段的大小則應該介于二者之間。如喬木的樣方為100m2,灌木為16m2,草本為1m2。

c.調(diào)查植物種群密度時,對植物種類的選擇。調(diào)查喬木和雙子葉草本植物比較容易,而調(diào)查一些叢生小灌木,叢生或蔓生的草本單子葉植物,從地上部分難以辨別一株還是多株,所以初學者選擇雙子葉草本植物調(diào)查。

d.調(diào)查時間。取樣調(diào)查的時間最好選擇在植物生長旺盛的季節(jié)。e.計數(shù)原則。若有正好長在邊界線上的,應遵循“計上不計下,計左不計右”的原則;即只計數(shù)樣方相鄰兩條邊上的個體。同種植物無論大小都應計數(shù)。如圖42。

注意:圖甲為方形樣方,圖乙為圓形樣方,實心圈示統(tǒng)計或測量的個體,虛線表示圓形樣方的直徑。⑤調(diào)查誤差分析。對調(diào)查對象認識不準,統(tǒng)計偏差;樣方的數(shù)目、大小不統(tǒng)一;調(diào)查地段種群分布

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不均勻;計數(shù)時對各生長期的個體統(tǒng)計不全。⑥調(diào)查記錄樣表及計算公式(表41)樣方種群密度(株/m2)X13X24X37X415X52X64X79X88某植物種群密度=所有樣方內(nèi)種群密度合計/樣方數(shù)答案:6.5株/m2

1.2標志重捕法

(1)概念:在被調(diào)查動物種群的活動范圍內(nèi)捕獲一部分個體,做上標記后再放回原來的環(huán)境,經(jīng)過一段時間(標志個體與未標志個體重新充分混合分布)后,進行重捕,據(jù)重捕動物中標記個體數(shù)占總個體數(shù)的比例,來估計種群密度。

(2)前提條件:標志個體與未標志個體在重捕時被捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡,沒有遷入和遷出。

(3)適用范圍:活動能力強和范圍大的動物如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲等動物。(4)

注意事項:

①標志不能過分醒目。

②標志物和標志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生對于壽命和行為的傷害。③標志符號必須能夠維持一定的時間,在調(diào)查研究期間不能消失。(5)計算公式2.出生率和死亡率(1)概念:出生率:種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目。死亡率:種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目。(2)意義:決定種群大小和密度。對一個自然種群來說,影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。3.遷入率和遷出率(1)概念:單位時間內(nèi)遷入和遷出的個體,占該種群個體總數(shù)的比例。(2)意義:直接影響種群的數(shù)量變動,如城市人口的變化。4.年齡組成(1)概念:一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。(2)類型:(表42)類型增長型穩(wěn)定型衰退型(3)意義:預測未來種群動態(tài)變化。年齡組成是預測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù),是作為預測一個種群的種群數(shù)量的決定因素。

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圖例年齡比例年幼個體大于年老個體數(shù)出生率與死亡率大小出生率>死亡率種群密度變化增大各年齡期個體比例適中出生率≈死亡率穩(wěn)定年幼個體小于年老個體數(shù)出生率<死亡率減小生物知識點歸納囡波灣

5.性別比例

(1)概念:種群中雌雄個體數(shù)目的比例。(2)類型:一雌一雄、一雄多雌、一雌多雄。(3)意義:直接影響出生率,間接影響種群密度。6.種群特征間的相互關系

①種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。種群密度越高,一定范圍內(nèi)種群數(shù)量越多。種群數(shù)量與種群密度呈正相關。

②對一個自然種群來說,影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。

③出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數(shù)量的直接因素。

④年齡組成是預測種群密度未來變化趨

勢的重要依據(jù),是作為預測一個種群的種群數(shù)量的決定因素。

個體總數(shù)N再次捕獲個體數(shù)n初次捕獲標志數(shù)M重捕的標志個體數(shù)m⑤性別比例在一定程度上也能夠影響種群數(shù)量的變化。⑥年齡組成和性別比例通過影響出生率和死亡率間接影響種群密度和種群數(shù)量。⑦影響種群數(shù)量的主要因素:年齡組成、性別比例、出生率和死亡率。7.種群的空間特征(1)概念:組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。(2)類型:(表43)項目類型特點原因模式圖實例浮游植物、森林喬木、面粉中的黃粉蟲等。均勻分布種群內(nèi)的各個體的種群個體間的激分布是等距離的。烈競爭引起。種群內(nèi)每個個體隨機分布在任一空間的分布概率相等。環(huán)境資源分布均勻一致、種群個體間互不作用引起。森林中的無脊椎動物等。環(huán)境資源分布不均勻;植物傳播種種群的個體集中在集群分布子以母株為擴散中特定的幾個點上。心;動物的社會行為使其結(jié)合成群。自然界中生物多為集群分布。(3)意義:了解空間分布格局對于選擇種群密度的統(tǒng)計方法有重要意義。

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第2節(jié)種群數(shù)量的變化

一、建構(gòu)種群增長模型的方法

1、數(shù)學模型:數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。2、實例:(以細菌為例)提出問題模型假設建立模型修正檢驗研究方法觀察研究對象,提出問題提出合理的假設根據(jù)實驗數(shù)據(jù),用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達通過進一步實驗或觀察等,對模型進行檢驗或修正。研究實例細菌每20min分裂一次在資源和空間無限的環(huán)境中,細菌的種群增長不會受密度影響。Nn=2nN代表細菌數(shù)量,n表示第幾代。觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量,對自己所建立的模型進行檢驗或修正。數(shù)學模型二、種群數(shù)量的變化1、種群數(shù)量變化的原因種群中個體有出生、死亡、遷入和遷出等變化,出生和遷入導致種群數(shù)量增加,死亡和遷出導致種群數(shù)量減小,因此種群數(shù)量有增長、波動、穩(wěn)定和下降等變化過程。2、影響種群數(shù)量變化的因素種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入和遷出決定的,種群的數(shù)量變化是出生和死亡、遷入和遷出相互作用的綜合結(jié)果,所有能影響種群的出生率、死亡率和遷入、遷出的因素,都會影響種群數(shù)量的變化。①種群特征的影響(同一種群內(nèi)部影響):年齡組成是決定和預測種群將來發(fā)展趨勢的最主要因素。種群的性別比例改變或性別比例失調(diào),將導致生殖上的混亂,從而引起種群數(shù)量變化。如:用性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體而改變性別比例,使出生率降低。②種間關系的影響:互利共生、競爭、捕食等不同物種個體之間的關系可使研究的種群數(shù)量增加或減少。③無機環(huán)境對種群數(shù)量的影響:環(huán)境中的一些非生物因素,如水分、溫度、食物等因素在特殊情況下能影響種群的出生率和死亡率,進而引起種群數(shù)量的變化。3、研究種群數(shù)量變化的意義:在野生生物資源的合理利用和保護、害蟲的防治等方面有重要意義。種群數(shù)量大于1/2K時,可獵取某野生生物資源。

三、比較“J”型曲線和“S”型曲線

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項目“J”型曲線指在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕,氣候適宜、沒有敵害等理想條件下,不受資源和空間的限制,種群的數(shù)量往往會連續(xù)增長。它反映了種群增長的潛力。環(huán)境資源無限保持不變保持穩(wěn)定隨種群密度上升而上升無K值“S”型曲線指種群在一個有限的環(huán)境中增長時,當種群數(shù)量達到環(huán)境條件所允許的最大值(環(huán)境容納量,K值)時,種群數(shù)量將停止增長,有時會在最大容納量上下保持相對穩(wěn)定。一般情況下,種群數(shù)量為1/2K時,增長速率達最大值。環(huán)境資源有限隨種群密度上升而下降隨種群密度上升而下降隨種群密度上升而上升,到一定密度再下降種群數(shù)量在K值上下波動含義前提條件λ種群增長率種群增長速率K值(環(huán)境容納量)曲線①指數(shù)式增長不受資源和空間的限制,種群的數(shù)量往往會連續(xù)增長。以某種動物為例,假定種群的數(shù)量為N0,λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù),該種群每年的增長率都保持不變,那么:一年后該種群的數(shù)量應為:N1=N0λ二年后該種群的數(shù)量為:N2=N1λ=N0λ2t年后該種群的數(shù)量應為:Nt=N0λt據(jù)此方程繪出的曲線為“J”型。種群的指數(shù)式增長模式在理論上是存在的,但在自然生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是不可能存在的,因為資源、空間和食物不可能是無限的,即使在實驗條件下也無法做到。

②環(huán)境容納量(K值):在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量,又稱K值。

四、幾組概念的辨析

1.λ:表示相鄰兩年(生物的兩代)種群數(shù)量的倍數(shù)。在公式Nt=N0λt中,N0表示起始數(shù)量,λ表示相鄰兩年(生物的兩代)種群數(shù)量的倍數(shù),t表示年數(shù)或生物的繁殖代數(shù)。λ=N1/N0;增長率=(N1-N0)/N0×100%=(λ-1)×100%。

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2.增長率:增長率是指單位時間種群增長數(shù)量,[增長率=出生率死亡率=出生數(shù)-死亡數(shù))/(單位時間×單位數(shù)量)]。在“J”型曲線增長的種群中,增長率保持不變;而在“S”型增長曲線中增長率越來越小。

3.增長速率:增長速率是指單位時間內(nèi)種群數(shù)量變化率,[增長速率=(出生數(shù)-死亡數(shù))/單位時間]。種群增長速率就是曲線上通過每一點的切線斜率,不論是“J”型曲線還是“S”型曲線上的斜率總是變化著的。在“J”型曲線增長的種群中,增長速率是逐漸增大。在“S”型曲線增長的種群中,“增長速率”是該曲線上“某點”的切線的斜率,斜率越大,增長速率就越大,且斜率最大時在“1/2K”。之后增長變慢,增長速率是逐漸減小。在“S”曲線到達K值時,增長速率就為0。

4.在“J”型增長曲線中,每年的增長率不變(如圖A);由于“J”型增長曲線的斜率是在不斷變化的,逐漸增大,直至無窮,所以其增長速率也就不斷增大(如圖B)。

5.在“S”型增長曲線中,每年的增長率由最初的最大值,在環(huán)境阻力(空間壓力、食物不足等)的作用下,導致出生率下降、死亡率上升,種群數(shù)量到達最大值(K值),其增長率不斷下降至0,故在“K”時,其增長率為0(如圖C);而增長速率會有先升后降的變化過程,呈現(xiàn)鐘罩形變化曲線,即在“S”型曲線中,開始時斜率為0,斜率逐漸增大,增長速率也就越大,且斜率在1/2K時最大,即在“1/2K”時增長速率最大,過后,斜率下降,在K值時降至為0,故在“K”時,其增長速率為0(如圖D)。

五、解讀種群增長的“S”型曲線

當種群在一個有限的環(huán)境中增長時,隨著種群密度的上升,個體間對有限空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)斗爭必將加劇,以該種群為食的捕食者的數(shù)量也會增加,這就會使這個種群的出生率下降,死亡率增高,從而使種群數(shù)量的增長率下降,當種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大容量(環(huán)境容納量,K值)時,種群數(shù)量將停止增長,即此時的增長率為0,有時會在最大值上下保持相對穩(wěn)定。當種群數(shù)量增長到1/2K值時,曲線有一拐點P,在P點種群的增長速率最快,可提供的資源也最多,而又不影響資源的再生。當大于1/2K值時,種群增長的速率將開

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始下降。

因此,在對野生動植物資源的合理開發(fā)和利用方面,當種群數(shù)量大于1/2K值時就可以獵取一定數(shù)量的該生物資源,而且獲得的量最大,當過渡獵取導致種群數(shù)量小于1/2K值時,種群的增長速率將會減慢,獲得的資源量也將減少,而且會影響資源的再生。所以在獵取資源時應注意保證剩余量在1/2K值以上,這樣才會有利于資源的再生和可持續(xù)發(fā)展。

六、種群數(shù)量的波動與下降

1、波動的原因:氣候因子、競爭、捕食、寄生、營養(yǎng)、疾病等。

2、周期性波動:原因較復雜,捕食和食物是影響因素之一。一般捕食種群數(shù)量達到高峰和低峰的時間總比資源種群(獵物者)晚,這種差異是由資源種群對捕食者影響的時滯效應所致。

第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)

一、生物群落

1、概念:生物群落是指生活在一定的自然區(qū)域內(nèi),相互之間具有直接或間接關系的各種生物群落的總和。包括植物、動物和微生物。

2、實例:一個池塘中的全部生物(一個池塘中的全部魚應該是多個種群)

3、物種豐富度:群落中物種數(shù)目的多少,是群落的首要特征。不同的群落,物種豐富度有差別,如熱帶雨林生物種類多,豐富度大;草原生物種類較少,豐富度小。

二、物種、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)之間的關系

(1)概念不同:種群是指生活在同一地點的同種生物的一群個體,而物種則指分布在一定的自然區(qū)域,具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能,而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體。

(2)范圍不同:一般來講,種群是指較小范圍內(nèi)的同種生物的個體,而物種是由許多分布在不同區(qū)域的同種生物和種群組成的。由于兩者概念的角度不同,不能進行比較其范圍的大小關系。種群是種內(nèi)關系的研究范圍,是組成群落的基本單位。而群落是種間的研究范圍,是生態(tài)系統(tǒng)的生物成分。

(3)判斷標準不同:種群是同一地點的同種生物,它通過個體間的自由交配而保持一個共同的基因庫。物種的判斷標準主要是形態(tài)特征和能否自由交配并產(chǎn)生可育后代。不同的物種間有明顯的形態(tài)差異,凡屬于同一個物種的個體,一般能自由交配并產(chǎn)生可育后代,不同物種的個體,一般不能交配,即使交配也往往不育。

注意:全世界的人群(不分膚色、國別、年齡、性別)是一個種群;全世界的水稻也是一個種群。一群牛、羊、馬,就不是一個種群,而是多個種群。

判斷某一地域中的生物是否是一個種群的關鍵是這些生物是否是同一種生物。

(4)種群強調(diào)同種生物個體集合而成,群落所強調(diào)的是某區(qū)域內(nèi)的所有生物群體(異種生物之間有規(guī)律的聯(lián)系),因此不能說成某區(qū)域內(nèi)的某些或幾種生物的群體。種群與群落是部分與整體的關系,即某區(qū)域中所有同種生物的集合是一個種群,而該區(qū)域中的所有生物的集合才是一個群落。生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落及無機環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng),它強調(diào)生物群落與無機環(huán)境的相互作用。

(5)種群能夠組成群落必須具備兩個基本條件:①它們必須適應于共同的非生物環(huán)境;②它們內(nèi)部的關系必須取得協(xié)調(diào),即共同適應它們所處的生物環(huán)境。也就是說生物群落有一定的生態(tài)環(huán)境,在不同的生態(tài)環(huán)境中有不同生物群落。

三、群落中的生物關系

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1、種內(nèi)關系(同種生物個體與個體、個體與群體、群體與群體之間)

(1)種內(nèi)互助特點:群聚生活。如:昆蟲、鳥、魚和哺乳動物等。意義:有利于捕食、御敵、抵抗不良環(huán)境、繁衍后代等。

(2)種內(nèi)斗爭原因:爭奪食物、空間、配偶等。意義:對失敗者不利,但對種的生存是有利的?梢园l(fā)生于同種動物或同種植物或同種其他生物之間。如鱸魚食本物種幼魚,蝌蚪排毒使幼小個體死亡。

2、種間關系(不同種生物之間的關系)(1)互利共生(同生共死):兩種生物共同生活在一起,相互依賴、彼此有利,分開后雙方或一方不能生存。如豆科植物與根瘤菌;人體中的有些細菌;地衣是真菌和藻類的共生體(2)捕食(此長彼消、此消彼長):一種生物以另一種生物為食物的現(xiàn)象?梢允莿游锊妒硠游铩游锊妒持参锏,分開對被捕食者有利。如:兔以植物為食;狼以兔為食。

(3)競爭(你死我活):兩種或兩種以上生物相互爭奪資源和空間等。競爭的結(jié)果常表現(xiàn)為相互抑制,有時表現(xiàn)為一方占優(yōu)勢,另一方處于劣勢甚至滅亡?砂l(fā)生于植物與植物之間或動物與動物之間等,分開后對雙方都有利。如:大小草履蟲;水稻與稗草等。

(4)寄生(寄生者不勞而獲):一種生物寄居在另一種生物體內(nèi)或體表,從那里吸取營養(yǎng)物質(zhì)來維持生活的現(xiàn)象(被寄生者叫宿主)。分開后,寄生者難以單獨生存,而對宿主生存有利。①體內(nèi)寄生:人與蛔蟲、豬與豬肉絳蟲;②體表寄生:小麥線蟲寄生在小麥籽粒中、蚜蟲寄生在綠色植物體表、虱和蚤寄生在動物的體表、菟絲子與大豆。③胞內(nèi)寄生:噬菌體與大腸桿菌等。類型互利共生曲線圖例箭頭圖例種間關系兩種生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蟻與鞭毛蟲等。捕食者種群的數(shù)量和獵物者種群的數(shù)量呈周期性的波動,且捕食者數(shù)量高峰變動滯后于獵物者。C代表共同的生活條件,結(jié)局有三,①兩種群個體間形成平衡;②A取代B;③二者在空間、食性、活動時間上產(chǎn)生生態(tài)位的分離。寄生種群A得利,宿主種群B有害,寄生物一般比宿主小,如蛔蟲與人。捕食競爭寄生四、群落的空間結(jié)構(gòu)

1、垂直結(jié)構(gòu):植物群落的垂直結(jié)構(gòu)表現(xiàn)垂直方向上的分層性。

森林的地上成層結(jié)構(gòu)一般分為喬木層、灌木層、草本層和苔蘚-地衣層;草本群落地上部分一般分為上(高草層)、中(中草層)和下(矮草層)三層;水生群落的層次性主要是由光的穿透性、溫

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度和氧氣的垂直分布決定的。

夏天,一個層次性較好的湖泊自上而下可以分為表水層(水的循環(huán)性比較強)、斜溫層(湖水溫度變化比較大)、靜水層(水的密度最大,水溫大約4℃)和底泥層等四層(如下圖所示)。表水層是浮游植物活動的主要場所,光合作用也主要在這里進行。動物、植物殘體的腐敗和分解過程主要發(fā)生在底泥層。

群落的層次性越明顯,分層越多,群落中的動物種類也越多。草原的層次比較少,動物的種類也比較少;森林的層次比較多,動物的種類也比較多。在水生群落中,生物的分布和活動性在很大程度上是由光、溫度和含氧量的垂直分布所決定的。

2、水平結(jié)構(gòu)

在水平方向上由于光照強度地形明暗濕度等因素的影響,不同地段上分布著不同的生物種群。群落內(nèi)水平的二維空間中生態(tài)因子常常不均勻,如林冠光照的不均勻性,造成下層植物不均勻,光照強處生長陽生植物,光照弱處生長陰生植物,幾乎全部郁閉的樹冠下,很少有草本植物。

第4節(jié)群落的演替

一、概念:指群落隨時間的推移,一定區(qū)域內(nèi)一個群落被另一個群落所替代的過程。二、演替原因:①植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性。②群落內(nèi)部環(huán)境變化

③種內(nèi)和種間關系的改變。④外界環(huán)境條件的變化。⑤人類的活動。三、演替類型:(群落的演替按發(fā)生的基質(zhì)狀況可分為兩類)1、初生演替(1)概念:在一個從來沒有植被覆蓋的地面,或者是原來存在過植被,但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。(發(fā)生于以前沒有植被覆蓋過的原生裸地上的群落演替叫做初生演替。)

(2)過程:

①旱生演替:裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段②水生演替:沉水植物→浮水植物→挺水植物→濕生草本植物→灌叢、疏林植物→喬木。(3)特點:演替緩慢。2、次生演替

(1)概念:在次生裸地(原群落被破壞、有植物繁殖體)上發(fā)生的演替。

原來有過植被覆蓋,以后由于某種原因原有植被消滅了,這樣的裸地叫做次生裸地。次生演替

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是指在原有植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。如火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替。

(2)過程:棄耕農(nóng)田→一年生雜草→多年生雜草→灌木→喬木(3)特點:演替快速。

3、人類活動對群落演替的影響:使群落演替按照不同自然的演替速度和方向進行。四、群落演替的特征①方向:一定的方向性。

②能量:總生產(chǎn)量增加,凈生產(chǎn)量逐漸減低,群落有機總量增加。③結(jié)構(gòu):營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜,物種多樣性增高,穩(wěn)定性增強。④生活史:生物個體增大,生活周期變短,生態(tài)位變窄。⑤物質(zhì)循環(huán):開放轉(zhuǎn)為封閉,交換速度變慢。

五、群落演替的過程(可人為地劃分為三個階段)

1、侵入定居階段:一些物種侵入裸地(群落的形成總是從沒有生物生長的地段開始的,這種沒有生物生長的地段稱為裸地)定居成功并改良了環(huán)境,為以后侵入的同種或異種物種創(chuàng)造有利條件。

2、競爭平衡階段:通過種內(nèi)或種間競爭,優(yōu)勢物種定居并繁殖后代,劣勢物種被排斥,相互競爭過程中共存下來的物種,在利用資源上達到相對平衡。

3、相對穩(wěn)定階段:物種通過競爭平衡地進入?yún)f(xié)調(diào)進化,資源利用更為充分有效,群落結(jié)構(gòu)更加完善,有比較固定的物種組成和數(shù)量比例,群落結(jié)構(gòu)復雜、層次多。

第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

一、生態(tài)系統(tǒng)的概念和類型

1、生態(tài)系統(tǒng)的概念:生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。(就是在一定的空間和時間內(nèi),在各種生物之間以及生物與無機環(huán)境之間,通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)而相互作用的一個自然系統(tǒng)。)二、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng))

1、組成成分(生態(tài)系統(tǒng)成分的區(qū)分依據(jù):按它們的營養(yǎng)功能)

生態(tài)系統(tǒng)一般都包括以下四種成分:非生物的物質(zhì)和能量(包括陽光、熱能、空氣、水分和無機鹽等)、生產(chǎn)者、消費者、分解者。生態(tài)系統(tǒng)的三大功能類群:生產(chǎn)者、消費者、分解者。

(1)非生物的物質(zhì)和能量(無機環(huán)境)

①無機物質(zhì):CO2、O2、N2、NH3、H2O、NO3-等各種無機鹽

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②有機物質(zhì):糖類、蛋白質(zhì)等

③其他:陽光、熱能、壓力、pH、土壤等

(2)生產(chǎn)者:主要是指綠色植物及化能合成作用的硝化細菌等。(自養(yǎng)生物屬于生產(chǎn)者,生產(chǎn)者屬于自養(yǎng)生物)

①綠色植物

②藍藻、光合細菌(一種能進行光合作用而不產(chǎn)氧的特殊生理類群原核生物的總稱,如紅螺菌、紫硫細菌、綠硫細菌、紫色非硫細菌等)

③化能合成細菌:硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌等

(3)消費者:包括各種動物。它們的生存都直接或間接地依賴于綠色植物制造出來的有機物,所以把它們叫做消費者。消費者屬于異養(yǎng)生物。(從活體中獲取營養(yǎng)的、營寄生生活的)

①大部分動物(但不是所有的動物)②非綠色植物(菟絲子等)、食蟲植物豬籠草、茅膏菜、捕蠅草(食蟲植物屬于綠色植物,能通過葉綠素吸取太陽能進行光合作用,把從環(huán)境中攝取來的二氧化碳、水等無機物質(zhì)合成有機物質(zhì),把太陽能轉(zhuǎn)變成化學能儲存起來,在生態(tài)上扮演生產(chǎn)者的角色。捕蟲時則屬于消費者。)

③某些微生物(根瘤菌、炭疽桿菌、結(jié)核桿菌、釀膿鏈球菌、肺炎雙球菌、蟲草屬真菌等)、寄生生物(蛔蟲、線蟲、豬肉絳蟲、大腸桿菌等)、病毒(SARS病毒、禽流感病毒、噬菌體等)。

消費者的作用:加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、對于植物的傳粉和種子的傳播等有著重要作用。

(4)分解者:將動植物的遺體殘骸中的有機物分解成無機物,主要是指細菌、真菌等營腐生生活的微生物。(營腐生生活的生物。分解者不一定都屬于微生物,微生物也不一定都屬于分解者)

①大部分微生物(圓褐固氮菌、反硝化細菌、乳酸菌等細菌,酵母菌、霉菌、蘑菇、木耳、靈芝等真菌、放線菌);

②一些動物(蚯蚓、蜣螂、白蟻、甲蟲、皮蠹、糞金龜子等)。

(5)生態(tài)系統(tǒng)中各成分的地位和作用:非生物的物質(zhì)和能量為生物成分提供物質(zhì)和能量,生產(chǎn)者是屬于自養(yǎng)生物,能制造有機物,為生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)和能量來源,在生態(tài)系統(tǒng)中有著舉足輕重、不可替代的作用,是生態(tài)系統(tǒng)中的主要成分。消費者有利于生產(chǎn)者的傳粉和種子的傳播,保證能量流動和物質(zhì)循環(huán)的通暢進行。分解者的作用是把動植物的遺體殘骸分解成無機物,歸還無機環(huán)境,保證物質(zhì)循環(huán)的通暢進行,也是生態(tài)系統(tǒng)的重要成分。

(6)生態(tài)系統(tǒng)中各成分的關系

生產(chǎn)者和分解者是聯(lián)系生物群落和無機環(huán)境的兩大“橋梁”;生產(chǎn)者與各級消費者以捕食關系建立的食物鏈和食物網(wǎng),是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道。它們的關系如下圖:

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2、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

(1)食物鏈:在生態(tài)系統(tǒng)中,各種生物之間由于食物關系而形成的一種聯(lián)系。表示:草→兔→狐(注意:①箭頭方向,②第一環(huán)節(jié)一定是生產(chǎn)者)

(2)三種食物鏈①捕食鏈:(弱肉強食)小的被大的捕食,即生物之間因捕食關系而形成的食物鏈。其第一營養(yǎng)級(開端)一定是生產(chǎn)者,第二營養(yǎng)級一定是植食性動物。例如:草→鼠→蛇→貓頭鷹。高中生物通常意義上的食物鏈就是捕食鏈。

②寄生鏈:生物間因寄生關系形成的食物鏈。例如:鳥類→跳蚤→細菌→噬菌體。

③腐生鏈:某些生物專以動植物遺體為食物而形成的食物鏈。例如:植物殘枝敗葉→蚯蚓→線蟲類→節(jié)肢動物。

(3)捕食鏈中生態(tài)系統(tǒng)的成分、營養(yǎng)級的劃分

消費者等級與營養(yǎng)等級的區(qū)別:消費者等級始終以初級消費者為第一等級,而營養(yǎng)等級則以生產(chǎn)者為第一等級(生產(chǎn)者為第一營養(yǎng)級,初級消費者為第二營養(yǎng)級,次級消費者為第三營養(yǎng)級。);同一種生物在食物網(wǎng)中可以處在不同的營養(yǎng)等級和不同的消費者等級;同一種生物在同一食物鏈中只能有一個營養(yǎng)等級和一個消費者等級,且二者僅相差一個等級。

特別注意:

①食物鏈(捕食鏈)由生產(chǎn)者和各級消費者組成,食物鏈一般不會超過五個營養(yǎng)級,分解者不能參與食物鏈。

②食物鏈中的營養(yǎng)級是從食物鏈的起點(生產(chǎn)者)數(shù)起的,即生產(chǎn)者永遠是第一營養(yǎng)級,消費者是從第二營養(yǎng)級(即植食性動物)開始的。

③在食物網(wǎng)中計算食物鏈的條數(shù),一定是從生產(chǎn)者開始一直到具有食物關系的最高營養(yǎng)級為止,中間不能斷開。

(4)食物網(wǎng):一個生態(tài)系統(tǒng)中可能有多條食物鏈,各個食物鏈并不是彼此分離的,許多食物鏈彼此交錯連結(jié)的復雜營養(yǎng)關系,叫做食物網(wǎng)。(如圖)

(5)生物之間的關系:食物鏈中的不同種生物之間一般有捕食關系;而食物網(wǎng)中的不同種生物之間除了捕食關系外,還有競爭關系。

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